Embed Size (px)
Citation preview
Universidade de São Paulo Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”
Eficiência de equações empíricas utilizadas para determinar lâmina de lixiviação de sais e modelagem da distribuição do sódio no solo
Elenilson Moreira Franco
Tese apresentada para obtenção do título de Doutor em Ciências. Área de concentração: Irrigação e Drenagem
Piracicaba 2013
Elenilson Moreira Franco Engenheiro Agrônomo
Eficiência de equações empíricas utilizadas para determinar lâmina de lixiviação de sais e modelagem da distribuição do sódio no solo
Orientador: Prof. Dr. JARBAS HONORIO DE MIRANDA
Tese apresentada para obtenção do título de Doutor em Ciências. Área de concentração: Irrigação e Drenagem
Piracicaba 2013
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação DIVISÃO DE BIBLIOTECA - ESALQ/USP
Franco, Elenilson Moreira Eficiência de equações empíricas utilizadas para determinar lâmina de lixiviação de sais e modelagem da distribuição do sódio no solo / Elenilson Moreira Franco.- - Piracicaba, 2013.
70 p: il.
Tese (Doutorado) - - Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, 2013.
1. Sódio 2. Salinidade 3. Recuperação de solo 4. Modelagem computacional I. Título
CDD 631.41 F825e
“Permitida a cópia total ou parcial deste documento, desde que citada a fonte – O autor”
3
Dedico
Aos meus pais Sebastião de Jesus Franco e Maria Barbosa Moreira, aos meus irmãos e,
também, aos meus sobrinhos (Taciele, Taciane, Gabriel e Pedro Henrique); pois são neles e
em Deus que busco forças para vencer obstáculos, coragem e inspiração para superar as
dificuldades.
4
5
AGRADECIMENTOS
Primeiramente, a Deus, sempre presente em minha vida, por me reservar saúde,
proteção, e por tudo que me concede;
À minha família, pelo esforço e compreensão nos momentos de ausência, nesta e
em outras caminhadas;
À Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” (ESALQ), Universidade de São
Paulo (USP), Departamento de Engenharia de Biossistemas e Programa de Pós-
Graduação em Irrigação e Drenagem, pela oportunidade;
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), pela
bolsa concedida;
Aos professores do Departamento de Engenharia de Biossistemas, pelos
ensinamentos transmitidos durante esta jornada;
Ao Prof. Dr. Jarbas Honorio de Miranda, por seu incentivo, orientação, amizade e,
principalmente, pela confiança creditada a minha pessoa;
A todos os colegas de curso, pelos momentos, experiências e conselhos partilhados
no campo pessoal e profissional;
Em especial, à Lívia, Luciano e Rafaelly, também pela ajuda, de grande valia,
prestada no decorrer dos experimentos;
Aos funcionários do Departamento de Engenharia de Biossistemas, pelo apoio e
colaboração;
Aos parentes, mestres e amigos, que não foram nominalmente citados; mas que, de
alguma forma contribuíram para que este momento pudesse acontecer.
6
7
SUMÁRIO
RESUMO.......................................................................................................................... 9
ABSTRACT .................................................................................................................... 11
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................ 17
2 DESENVOLVIMENTO ................................................................................................ 19
2.1 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................................................. 19 2.1.1 Salinidade e agricultura irrigada ........................................................................... 19 2.1.2 Caracterização e classificação dos solos afetados por sais ................................. 21 2.1.3 Manejo de irrigação em condições salinas ........................................................... 22 2.1.4 Monitoramento de íons e do conteúdo de água no solo ....................................... 24 2.1.5 Recuperação de solos com problemas de salinidade .......................................... 25 2.1.6 Dinâmica da água e transporte de solutos no perfil do solo ................................. 29 2.2 MATERIAL E MÉTODOS ................................................................................................ 31 2.2.1 Construção das curvas de salinização artificial .................................................... 32 2.2.2 Salinização dos solos nas colunas de percolação ............................................... 33 2.2.3 Cálculo e aplicação das lâminas de lixiviação ...................................................... 35 2.2.4 Monitoramento da umidade e salinidade do solo ................................................. 37 2.2.5 Avaliação do desempenho das equações empíricas ........................................... 40 2.2.6 Obtenção dos parâmetros de entrada e aplicação do MIDI ................................. 42 2.3 RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................................ 45 2.3.1 Construção das curvas de salinização artificial .................................................... 45 2.3.2 Salinização dos solos nas colunas de percolação ............................................... 46 2.3.3 Monitoramento da umidade e da salinidade do solo ............................................ 46 2.3.4 Análise da lixiviação do sódio e recuperação dos solos ....................................... 50 2.3.5 Avaliação do desempenho das equações empíricas ........................................... 53 2.3.6 Mobilidade e distribuição do íon sódio no perfil do solo ....................................... 56
3 CONCLUSÕES ........................................................................................................... 63
REFERÊNCIAS .............................................................................................................. 65
8
9
RESUMO
Eficiência de equações empíricas utilizadas para determinar lâmina de lixiviação de sais e modelagem da distribuição do sódio no solo
A definição adequada da lâmina para lixiviação de sais e recuperação de solos salinos depende da qualidade dos resultados obtidos por meio das diversas equações disponíveis para esse fim. Sabendo disso, objetivou-se, com este trabalho: a) avaliar a eficiência de equações empíricas utilizadas para determinar a lâmina de água necessária à recuperação de solos salinos, bem como, b) a caracterização da mobilidade e distribuição do íon sódio em colunas de solo usando dados experimentais e simulados no modelo computacional MIDI. O estudo constou de etapas experimentais e de simulação e foi conduzido nas dependências do Departamento de Engenharia de Biossistemas da Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” - ESALQ/USP, Piracicaba - SP. O experimento em casa de vegetação consistiu na aplicação de três lâminas de lixiviação para lavagem e recuperação de dois materiais de solos, armazenados em 36 colunas. Anteriormente, cada solo foi artificialmente salinizado, por meio da aplicação de cloreto de sódio, elevando-se a condutividade elétrica da solução do solo para valores aproximados de 3,0 e 6,0 dS m-1. Assim, os tratamentos, em delineamento de blocos ao acaso, com três repetições, corresponderam a um fatorial de 3 x 2 x 2, decorrente das combinações de três lâminas de lixiviação com dois tipos de solo e dois níveis de salinidade. As lâminas, calculadas a partir do volume de poros de cada solo, foram aplicadas por meio de um sistema de irrigação (gotejamento) a uma vazão de 8 L h-1. Após a aplicação das lâminas, a solução do solo de cada coluna foi extraída e levada ao laboratório para se determinar a condutividade elétrica e concentração de sódio. Nesta etapa foram avaliadas as alterações nas características químicas do solo, em resposta à aplicação das lâminas. Em seguida, equações empíricas foram utilizadas para estimar as concentrações de sais remanescentes na solução do solo, em função das lâminas de lixiviação aplicadas; enquanto que o modelo MIDI foi empregado para simular a distribuição do sódio no perfil do solo. Os cenários teóricos gerados a partir do uso das equações e do modelo MIDI foram comparados com os resultados experimentais, observados nos ensaios com as colunas de solos instaladas na casa de vegetação. As concentrações de sódio e, consequentemente, os valores de condutividade elétrica da solução do solo reduziram de maneira inversamente proporcional com a aplicação das lâminas de lixiviação; sendo os melhores resultados observados no solo arenoso, em função da maior mobilidade do sódio neste material. De maneira geral, as equações testadas foram mais eficientes no solo arenoso e, dentre elas, a proposta de Cordeiro (2001) foi a que apresentou respostas mais coerentes com os resultados obtidos experimentalmente.
Palavras-chave: Sódio; Salinidade; Recuperação de solo; Modelagem computacional
10
11
ABSTRACT
Efficiency of empirical equations used to determine salt leaching water depth and modeling of sodium distribution in soil
The method to properly determine salt leaching water depth and recovery of saline soils depends on the quality of the results obtained by various equations available for this purpose. The objectives of this research were: a) to evaluate the efficiency of empirical equations used to determine the water depth required for saline soils reclamation and b) to characterize the mobility and distribution of sodium in soil columns using experimental and simulated data via the MIDI model. The study consisted of experimental and simulated steps and was carried out at the Department of Biosystems Engineering (“Luiz de Queiroz” College of Agriculture - ESALQ/USP), in Piracicaba, SP. The greenhouse experiment began by applying three leaching water depth for washing and reclaiming two soil types stored in 36 columns. Previously each soil sample was artificially salinized by applying sodium chloride, increasing electrical conductivity (EC) in the soil solution to approximate values of 3.0 and 6.0 dS m-1. Thus, the treatments in random block design, with three replications, corresponded to a factorial 3 x 2 x 2, arisen from the combinations of three water depth with two soils types and two levels of salinity. The water depth was calculated based on the pore volume of each soil type, were applied by drip irrigation system at a flow rate of 8 L h-1. After the water depth application, the soil solution of each column was extracted and taken to the laboratory to determine the EC and sodium concentration. The changes in soil chemical properties in response to application of the water depths were then evaluated. Empirical equations were used to estimate the remaining sodium concentrations in the soil solution according to the applied water depth; while the MIDI model was used to simulate the sodium ion distribution in the soil profile. The theoretical scenarios generated from the use of the equations along with the MIDI model were compared with the experimental results observed in tests with soil columns installed in the greenhouse. The sodium concentrations and the values of EC in the soil solution were reduced inversely proportional to the application of leaching water depth. The best results were observed in sandy soil, owing to the greater mobility of sodium in this material. In general, the equations tested in sandy soil were more efficient and, among them, the one proposed by Cordeiro (2001) was the most accurate when compared to results obtained experimentally.
Keywords: Sodium; Salinity; Soil reclamation; Computational modeling
12
13
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Amostras de solo acondicionadas em vasos de PVC com capacidade para
20 litros (a) e extratores de cápsula cerâmica instalados para obtenção da
solução do solo (b) ................................................................................... 33
Figura 2 - Distribuição dos solos na área experimental, conforme o delineamento
estatístico de blocos ................................................................................. 34
Figura 3 - Ilustração do sistema de irrigação, destacando a divisão da descarga dos
gotejadores e os pontos de aplicação da água na superfície do solo ...... 37
Figura 4 - Detalhes da instalação no solo (a) e da construção dos extratores de
cápsula cerâmica (b) ................................................................................ 38
Figura 5 - Preparo do solo para instalação do tubo de acesso (a) e vista geral dos
tubos instalados (b) .................................................................................. 39
Figura 6 - Estrutura para coleta de efluente (a) e Mariotte usado para aplicação da
solução salina (b) ..................................................................................... 42
Figura 7 - Saturação do solo nas colunas (a) e posterior lavagem com aplicação de
água destilada (b) ..................................................................................... 43
Figura 8 - Curvas de salinização artificial, obtidas por análise de regressão, para os
solos estudados........................................................................................ 45
Figura 9 - Curva de calibração e equação ajustada para o solo arenoso (a) e para o
solo argiloso (b) ........................................................................................ 47
Figura 10 - Condutividade elétrica (dS m-1) na solução do solo, obtidos a partir do
uso das equações empíricas e da aplicação das lâminas de lixiviação no
solo arenoso ............................................................................................. 53
Figura 11 - Condutividade elétrica (dS m-1) na solução do solo, obtidos a partir do
uso das equações empíricas e da aplicação das lâminas de lixiviação no
solo argiloso ............................................................................................. 55
Figura 12 - Curvas de efluente elaboradas a partir das concentrações de sódio
obtidas no laboratório, com a aplicação de 450 ppm de cloreto de sódio
no solo arenoso (a) e no solo argiloso (b) ................................................ 57
Figura 13 - Representação dos perfis de umidade, obtidos em condições
experimentais e por meio de simulações com o modelo MIDI, para o solo
arenoso (a) e para o solo argiloso (b) ....................................................... 59
14
Figura 14 - Representação dos perfis de concentração de sódio, obtidos em
condições experimentais e por meio de simulações com o modelo MIDI,
para o solo arenoso (a) e o solo argiloso (b)............................................ 60
15
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Conteúdo de cloretos, em %, e textura do solo, utilizados para obtenção
do coeficiente proposto por Volobuyev. (Adaptado de CORDEIRO, 2001)
............................................................................................................... 27
Tabela 2 - Resultados da análise granulométrica dos solos utilizados para
preenchimento das colunas.................................................................... 34
Tabela 3 - Terminologia atribuída aos tratamentos do ensaio realizado com as
colunas de percolação (CEes = condutividade elétrica no extrato de
saturação; ε = volume de poros) ............................................................ 36
Tabela 4 - Valores de condutividade elétrica no extrato de saturação (CEes) após
salinização artificial ................................................................................ 46
Tabela 5 - Valores de umidade do solo e respectivas leituras de frequência,
utilizadas para calibração da sonda Diviner: θ = umidade volumétrica (%)
e SF = frequência normalizada .............................................................. 47
Tabela 6 - Valores médios de condutividade elétrica (dS m-1), obtidos na solução do
solo após a aplicação das lâminas de lixiviação .................................... 48
Tabela 7 - Valores médios de concentração de sódio (mg L-1), obtidos na solução do
solo após a aplicação das lâminas de lixiviação .................................... 49
Tabela 8 - Quadro de análise de variância para os efeitos do solo, condutividade
elétrica inicial e lâmina de lixiviação, sobre a concentração de sódio na
camada 0-20 cm no perfil do solo .......................................................... 50
Tabela 9 - Análise de variância para o desdobramento da interação solo*salinidade,
considerando o fator solo dentro de cada nível de salinidade ................ 51
Tabela 10 - Análise de variância para o desdobramento da interação solo*salinidade,
considerando o fator salinidade dentro de cada nível de solo ................ 51
Tabela 11 - Quadro de análise de variância para o desdobramento da interação
solo*lâmina, considerando solo dentro de cada nível de lâmina ............ 52
Tabela 12 - Quadro de análise de variância para o desdobramento da interação
solo*lâmina, analisando o efeito das lâminas dentro de cada nível de
solo ......................................................................................................... 52
Tabela 13 - Médias de concentração de sódio (mg L-1) obtidas na solução extraída
da camada de 0 a 20 cm no perfil do solo, após a aplicação das lâminas
de lixiviação ............................................................................................ 53
16
Tabela 14 - Concentração de sódio (mg L-1) na solução do solo, estimada a partir do
uso de equações empíricas para simular as respostas da aplicação de
lâminas de lixiviação no solo arenoso ................................................... 54
Tabela 15 - Concentração de sódio (mg L-1) na solução do solo, estimada a partir do
uso de equações empíricas para simular as respostas da aplicação de
lâminas de lixiviação em solo argiloso ................................................... 56
Tabela 16 - Parâmetros da curva de retenção de água no solo, segundo o modelo
Genuchten (1980) .................................................................................. 56
Tabela 17 - Parâmetros de transporte de sódio, obtidos para o solo arenoso e para o
solo argiloso: fator de retardamento (R), coeficiente de dispersão (D),
número de Peclet (P), velocidade da água nos poros (v), coeficiente de
dispersividade em função do número de Peclet () ............................... 58
17
1 INTRODUÇÃO
Algumas regiões do Brasil e do mundo apresentam limitações à Agricultura
Irrigada, sendo a salinidade do solo e, ou, da água de irrigação um problema que
afeta frequentemente as lavouras. Estima-se que 19,5% das terras irrigadas no
mundo (45 milhões de hectares) e 2,1% das não irrigadas (32 milhões de hectares)
estejam afetadas por sais e que, anualmente, sejam abandonados em torno de 1,5
milhões de hectares devido a esses entraves (FAO, 2006).
Sabe-se que, em condições salinas, ocorre redução na disponibilidade de
água para as plantas, pelo decréscimo do componente osmótico do potencial total
da água do solo (TESTER E DAVENPORT, 2003), afetando sua absorção pelas
plantas, que produzem sintomas semelhantes aos encontrados em situações de
seca. Além do efeito osmótico, efeitos específicos, que podem ser de natureza tóxica
ou de desbalanceamento de nutrientes, podem atuar separados ou em conjunto.
Apesar da salinidade interferir negativamente sobre os processos fisiológicos
e metabólicos das plantas, comprometendo o rendimento e a qualidade da
produção, solos com características salinas podem ser recuperados e
reincorporados ao processo produtivo. Segundo Cruciani (1986), o primeiro requisito
para a recuperação é a existência de condições para a drenagem adequada. Tendo-
se drenagem, a salinidade pode ser reduzida a um nível aceitável por meio da
lixiviação, que neste caso denomina-se “lavagem”.
Em tempos de escassez, e considerando que maior parte dos solos salinos e
sódicos ocorre principalmente em áreas áridas e semiáridas, onde as altas taxas de
evapotranspiração e baixa precipitação favorecem ao acúmulo de sais na superfície
do solo, a definição adequada da lâmina a ser aplicada assume papel importante do
ponto de vista econômico e ambiental na recuperação desses solos. Se por um lado
a aplicação de uma lâmina aquém da necessária não produz os efeitos desejados,
por outro, uma lâmina de percolação excessiva, promove a eluviação de nutrientes,
causando desperdício de recursos e contaminação do lençol freático.
De acordo com Rhoades e Loveday (1990), as estimativas da quantidade de
água de lixiviação necessária são baseadas em relações empíricas derivadas de
pesquisas e experiências de campo. Indiferentes aos diversos processos que
ocorrem simultaneamente ao fluxo de água no solo, estes métodos consideram a
zona radicular como uma camada com uma distribuição uniforme do sal, a partir da
18
qual uma quantidade deste é removida pela água que percola através do perfil do
solo. Consequentemente, nem sempre essas equações estimam a lâmina com
precisão.
Desde o método proposto por Richards (1954), para calcular a lixiviação
requerida, numerosos experimentos foram realizados, com colunas de solo no
laboratório e no campo, levando ao desenvolvimento de modelos que descrevem o
transporte de solutos no solo, baseados em curvas de distribuição de efluente. Mais
recentemente, com a introdução do conceito de água móvel e imóvel e fator de
retardamento (parâmetro de transporte de solutos no solo), os resultados obtidos a
partir dos modelos foram melhorados. Ainda assim, existe uma grande dificuldade
em envolver todos os parâmetros pertinentes ao ambiente e, para que possam
fornecer resultados mais realísticos, a avaliação desses modelos torna-se uma etapa
imprescindível para a validação e a recomendação de uso em condições
específicas.
Tendo em vista esses aspectos, e considerando que atualmente existem
diversos modelos para o cálculo da lâmina de lixiviação, resultando em uma grande
variação na quantidade de água recomendada, pretendeu-se avaliar a eficiência de
equações empíricas utilizadas para determinar a lâmina de lixiviação necessária à
recuperação de solos afetados por sais e sódio. E, a fim de compreender melhor as
interações deste íon com o solo, buscou-se conhecer seus parâmetros de
transporte, utilizando-os posteriormente para simulação da sua distribuição no perfil
do solo. Para tanto, este trabalho de pesquisa apresentou como objetivos
específicos:
a) avaliar a dessalinização de materiais de solo com propriedades distintas, a
partir da aplicação de diferentes lâminas de lixiviação;
b) utilizar equações empíricas para estimar cenários químicos obtidos em
resposta à aplicação das lâminas de lavagem, e avaliar o desempenho dessas
equações;
c) obter os parâmetros de transporte do sódio, simular a distribuição deste íon no
solo por meio da aplicação do modelo computacional MIDI e comparar com os
dados experimentais.
19
2 DESENVOLVIMENTO
2.1 Revisão Bibliográfica
2.1.1 Salinidade e agricultura irrigada
Os sais são produtos da intemperização das rochas e, quando em excesso,
afetam negativamente os solos, as águas e as plantas. A maior parte dos solos
salinos e sódicos ocorre, principalmente, em áreas áridas e semiáridas, onde as
altas taxas de evapotranspiração e baixa precipitação favorecem ao acúmulo de sais
na superfície do solo. Os processos de salinização e sodificação também são
frequentemente acelerados pela irrigação pouco eficiente ou insuficiente drenagem
(CORDEIRO, 2001).
A prática da irrigação nas regiões áridas e semiáridas é indispensável, devido
à taxa de evapotranspiração exceder à de precipitação durante a maior parte do
ano, quando ocorre déficit hídrico para as culturas (HOLANDA E AMORIM, 1997); no
entanto, se realizada de maneira inadequada, a irrigação pode provocar salinização
dos solos e acarretar prejuízos para o rendimento das culturas (PIZARRO, 1978).
Existem muitas evidências no mundo de que, após os benefícios iniciais da irrigação,
grandes áreas têm-se tornado impróprias à Agricultura.
No passado, o homem desconhecia as causas que levavam um solo a se
tornar salino com a irrigação; hoje, a salinização ocorre pela negligência dos órgãos
e pessoas envolvidas com a irrigação, uma vez que suas causas são bem
conhecidas, assim como os meios de evitar esse tipo de degradação dos solos
(MEDEIROS, 2007). Sabe-se, por exemplo, que um projeto de irrigação, para seu
desenvolvimento e operação, deve envolver não apenas a aplicação de água, mas
também o controle da salinidade do solo mediante seu manejo adequado
(CRUCIANI, 1986).
A água de irrigação, que é responsável pela salinização secundária dos solos
nas áreas irrigadas, apresenta uma composição química bastante variada,
dependendo da fonte de água, da sua localização geográfica, da época de coleta,
etc. (DONEEN, 1975; MEDEIROS, 1992; RICHARDS, 1954; SHALHEVET E
KAMBUROV, 1976). Além disso, o excesso de fertilização e a ausência de
drenagem adequada podem resultar em situações que favorecem a degradação dos
solos (SILVA et al., 2008).
20
O problema da salinidade em áreas irrigadas se agrava quando o balanço de
sais revela maior entrada que saída, promovendo acréscimo da concentração salina
na área considerada. E determinadas condições, a água de irrigação, além de
contribuir para o aumento da concentração salina, pode também provocar a
elevação do lençol freático que passa a fornecer água e sais à zona radicular
(SILVA, et al., 2008). Esses sais se acumulam na superfície à medida que a água
evapora ou é consumida pelas plantas e, com o tempo, atingem níveis prejudiciais
ao desenvolvimento das culturas.
A acumulação de sais na rizosfera prejudica o crescimento e o
desenvolvimento das culturas, provocando decréscimos de produtividade e, em
casos mais severos, total colapso da produção agrícola (LIMA, 1998). Em se
tratando de plantas sensíveis, a menor absorção de água em condições salinas
produz sintomas como, por exemplo: murchamento temporário, queimaduras das
folhas, coloração verde azulada nas folhas, crescimento reduzido e folhas pequenas
(DOORENBOS E PRUITT, 1977).
Assim, solos inicialmente salinos exigem a remoção do excesso de sais, em
alguns casos, com aplicação de corretivos químicos. Por outro lado, para evitar-se a
salinização de solos que inicialmente sejam normais, a irrigação deve permitir que
um excesso de água atravesse a zona radicular e seja eliminado pelo sistema de
drenagem (RICHARDS, 1970). Com o aumento na quantidade de água aplicada em
cada irrigação, o nível de salinidade do solo pode ser reduzido devido ao aumento
do volume de água percolado para baixo da região radicular (PETERSEN, 1996).
Algumas vezes os níveis de salinidade do solo não podem ser reduzidos ao
longo do tempo, mediante práticas de manejo da irrigação. Então, quando a
salinidade do solo supera o limite de tolerância das culturas, deve-se interromper o
cultivo temporariamente e acelerar o processo de remoção dos sais por uso de
práticas de recuperação. Para seleção da prática de recuperação apropriada, é
necessário fazer o diagnóstico da causa do problema de salinidade (RHOADES E
LOVEDAY, 1990).
21
2.1.2 Caracterização e classificação dos solos afetados por sais
Todos os solos contêm sais, que normalmente são encontrados nas formas
de íons em solução, cátions adsorvidos no complexo sortivo do solo ou sal
precipitado. Os solúveis consistem, em grande parte, de proporções variadas dos
cátions sódio, cálcio e magnésio e dos ânions cloreto e sulfato, sendo que, em
quantidades menores, se encontram os ânions bicarbonatos e nitrato (CORDEIRO,
2001).
De acordo com Bernardo et al. (2009), as concentrações desses sais nos
solos podem variar com o local (variação espacial), com o tempo (variação temporal)
e com a umidade do solo. A relação entre a quantidade de sódio e dos demais
cátions adsorvidos, conhecida como Percentual de Sódio Trocável (PST) e
determinada pela equação 1, é muito importante nos estudos de solos afetados por
sais; sobretudo nos casos em que há predominância do íon sódio no complexo
sortivo do solo.
(1)
Os solos afetados por sais podem apresentar características bem
diferenciadas, resultado dos diversos fatores de formação, recebendo as
denominações de solo salino, solo sódico e solo salino-sódico (Richards, 1954;
Allison, 1964). Nessa classificação, estabelecida pelo “U.S. Salinity Laboratory”,
aplica-se o termo salino àqueles cuja condutividade elétrica do extrato da pasta de
saturação (CEes) é maior que 4 dS m-1 e a porcentagem de sódio trocável (PST) é
menor que 15%. Esses solos, com pH geralmente inferior a 8,5, em situações
extremas, são reconhecidos pela presença de uma crosta branca na superfície,
provocada pela precipitação de sais (BERNARDO et al., 2009).
Solos sódicos são aqueles cuja porcentagem de sódio trocável é maior que
15% e a condutividade elétrica do extrato da pasta de saturação (CEes) é menor
que 4 dS m-1, com pH geralmente variando entre 8,5 e 10. Já os salino-sódicos, cuja
condutividade elétrica do extrato da pasta de saturação é menor que 4 dS m-1 e a
porcentagem de sódio trocável é maior que 15, formam-se como resultado dos
22
processos combinados de salinização e sodificação (RICHARDS, 1954). Estes
últimos, por sua vez, são os que predominam no Semiárido Nordestino.
De acordo com Paliwal e Ghandhi (1976) e Jensen et al. (1990), com o
aumento na proporção de sódio, este pode substituir o cálcio e/ou magnésio do
complexo sortivo, refletindo-se na perda da capacidade produtiva das terras. Em
solos salinos, os efeitos sobre as plantas ocorrem devido, principalmente, ao
aumento do potencial osmótico da solução do solo e toxidez resultante da
concentração salina de íons específicos (CORDEIRO, 2001); já nos solos sódicos o
efeito é mais sobre as características físicas do solo, devido à dispersão dos
colóides, que provoca desestruturação do solo, criando problemas de compactação
e infiltração da água.
2.1.3 Manejo de irrigação em condições salinas
As práticas de manejo de irrigação em condições salinas são,
frequentemente, diferentes daquelas empregadas onde a salinidade não está
presente. Nessas condições, as informações básicas requeridas para as decisões de
manejo de irrigação incluem desde como as culturas respondem à salinidade até os
efeitos dos sais sobre as características físico-hídricas do solo. De acordo com
Hoffman (1992), também devem ser considerados os efeitos de fatores ambientais
sobre a tolerância das culturas à salinidade, além da corrosão de equipamentos.
Segundo Rhoades et al. (1992), desde que se adote um manejo adequado do
sistema solo-água-planta, solos salinos podem ser explorados de forma econômica.
Neste caso, a produção fica condicionada ao manejo da irrigação, com vistas ao
controle da salinização e à tolerância das culturas à salinidade. Esta última, definida
como a capacidade da planta suportar determinados níveis de sais na solução do
solo (MAAS, 1990), varia conforme a espécie, variedade, etc. (HEBRON, 1967).
No solo, o controle da salinidade é feito por intermédio do balanço de sais na
zona radicular, promovendo-se a lixiviação de sais abaixo desta região durante o
período de irrigação (BLANCO, 1999). Segundo Hoffman et al. (1992), quando a
água não é muito salina de modo que, durante o ciclo da cultura, a salinidade do
solo não ultrapasse a salinidade limiar, não são necessárias lixiviações constantes,
podendo-se realizar apenas uma lavagem de recuperação ao final do ciclo da
cultura.
23
O monitoramento da condutividade elétrica da solução do solo, extraída por
cápsulas porosas, permite evitar possíveis processos de salinização e ou a
deficiência nutricional das culturas (SILVA, 2002). De acordo com Padilla (1998),
quando as causas da redução de rendimento das culturas forem os problemas de
salinidade, criados pelo manejo inadequado dos fertilizantes, deve-se corrigi-los
antes de se empregar algum outro tipo de esforço físico ou econômico.
Nos casos em que os níveis salinos são prejudiciais às plantas, geralmente, a
lixiviação é a chave para a irrigação bem sucedida. No entanto, o êxito dessa
operação depende essencialmente da existência de um sistema de drenagem
eficiente que remova a água lixiviada (CRUCIANI, 1986). Segundo Bernardo et al.
(2009), a drenagem é necessária, mesmo nas regiões onde a ocorrência de chuvas
significativas dispensa a aplicação de uma lâmina de irrigação, para lixiviação de
sais.
A qualidade da água de irrigação também é um fator importante para o
balanço de sais, devendo-se levar em consideração a sua composição, a tolerância
das culturas, as práticas de manejo de solo, das culturas, as condições
climatológicas, o método de irrigação e as condições de drenagem (CONTRERAS E
ELIZONDO, 1980). A utilização de águas salinas pode representar riscos, tanto para
a cultura quanto para o solo e, segundo Alencar (2003), em certos casos, promover
alterações físico-químicas no solo, criando condições desfavoráveis ao
desenvolvimento das culturas.
A frequência das irrigações é outro fator citado como uma das práticas
potenciais de manejo para enfrentar solos e águas salinas. Poucas evidências
experimentais existentes, entretanto, sustentam como recomendação comum, que o
intervalo de irrigação deveria ser diminuído quando se utiliza água de irrigação
salina (HOFFMAN et al., 1992; RHOADES et al., 1992). Os efeitos prejudiciais da
alta frequência de irrigação têm sido relatados mais frequentemente pelos
pesquisadores. Wagenet et al. (1980), cultivando cevada em pequenas parcelas, em
uma casa de vegetação, irrigando a cada 2 ou 4 dias, concluíram que a tolerância da
cultura à salinidade foi maior para a menor frequência de irrigação.
De acordo com Aquino (2005), em solos salinos e solos com altos teores de
boro, a prática comum é o cultivo de plantas tolerantes, juntamente com gradagens e
aplicações de altas lâminas de irrigação para lavagem de sais solúveis em excesso.
Em solos sódicos, quando a infiltração é inadequada, opções de manejo são
24
dirigidas para melhorar a condutividade hidráulica do solo. Assim, para melhorar as
propriedades físicas do solo, podem ser utilizadas várias combinações de práticas
de lavra, uso de corretivos e práticas culturais (GHEYI, 2000).
2.1.4 Monitoramento de íons e do conteúdo de água no solo
O monitoramento de íons no solo constitui-se em uma das principais
ferramentas no manejo da fertirrigacão (RHOADES E OSTER, 1986); suas
concentrações podem ser expressas em valores de condutividade elétrica (CE), que
é a medida mais utilizada para o monitoramento da salinidade. Vários são os
métodos para determinar a CE e avaliar a salinidade do solo, em condições de
campo, tais como as técnicas de indução eletromagnética e de Reflectometria no
Domínio do Tempo (RHOADES, 1994), além do uso de extratores de solução.
Cada um dos métodos disponíveis apresenta vantagens e desvantagens,
sendo o uso de extratores de cápsula porosa, atualmente, um dos mais
preconizados, em função do baixo custo e o fato de a CE obtida refletir as condições
reais em que a planta se desenvolve (SILVA, 2002). Segundo Medeiros (2007), a
determinação da condutividade elétrica a partir da solução obtida, com o uso de
extratores de cápsula cerâmica, é bastante eficiente, devido à facilidade, à
versatilidade e à praticidade; destacando-se, ainda, a possibilidade de avaliação de
outros parâmetros a partir da solução recolhida.
Quando se utilizam extratores para se obter a solução do solo, é importante
conhecer, também, os valores de umidade do solo no momento da coleta. De acordo
com Richards (1954), o teor de água do solo reflete diretamente a concentração de
íons na solução e, consequentemente, no resultado de leitura da CE desta solução
para sais de alta solubilidade. Neste sentido, Silva et al. (1999) verificaram que a CE
obtida a partir da solução de extratores e corrigida para umidade de saturação tem
boa equivalência com a CE do extrato de saturação, obtida pelo método padrão.
No que se refere à mensuração do conteúdo de água no solo, embora a
amostragem gravimétrica seja a técnica padrão, essa metodologia apresenta
algumas dificuldades, tais como: resposta lenta, penosa e que altera a estrutura do
solo. Como alternativa, os sensores baseados na capacitância elétrica do solo têm
sido utilizados e difundidos em pesquisas envolvendo a umidade do solo e o manejo
da irrigação (CRUZ et al., 2010). O método não destrutivo e que permite o
25
monitoramento ao longo do tempo, consiste na medida da capacitância elétrica da
matriz do solo, que é uma função do conteúdo de água presente. Os sinais obtidos
são convertidos em porcentagens de umidade volumétrica (θ) mediante uma
equação de calibração ajustada.
Dentre os equipamentos comercialmente disponíveis com essa tecnologia, a
sonda Diviner 2000® tem se destacado por apresentar características como
facilidade de uso, leituras rápidas e segurança do operador (ANDRADE JÚNIOR et
al., 2007). A sonda é composta por um coletor de dados com display e teclado
(datalogger) acoplado, via cabo, a um sensor, que ao ser inserido em tubos
instalados no solo, denominados “tubos de acesso”, faz automaticamente leituras em
intervalos regulares de 0,1m de profundidade.
Apesar de o equipamento prover uma calibração universal, o fabricante, bem
como resultados apresentados em estudos científicos (PALTINEANU E STARR,
1997; MORGAN et al., 1999; BAUMHARDT et al., 2000; FARES et al., 2004 e
GROVES E ROSE, 2004), ressaltam a importância de calibrações locais; estas
podem melhorar a precisão das leituras, haja visto que o equipamento determina o
conteúdo de água no solo de forma indireta.
2.1.5 Recuperação de solos com problemas de salinidade
Existem diferentes métodos de recuperação de solos afetados por sais:
métodos físicos, biológicos, elétricos e químicos. A seleção do método a ser utilizado
requer o conhecimento das características estruturais dos solos, do tipo de sais, das
condições físicas e químicas do perfil, assim como da capacidade natural de
drenagem (CORDEIRO, 2001). Neste contexto, para se tomar decisões acertadas, é
importante o diagnóstico correto da natureza e extensão do problema.
Alguns solos, classificados como salinos, podem ser recuperados por
lavagem, necessitando apenas que apresentem drenagem apropriada a um bom
fluxo lixiviador dos sais; no entanto, solos sódicos e salino-sódicos demandam maior
atenção. Em solos salino-sódicos, caso o excesso de sais solúveis seja lixiviado,
suas propriedades mudam significativamente, tornando-os sódicos, e as partículas
se dispersam deixando-os com baixa permeabilidade, pesados e difíceis de ser
trabalhados. O manejo para recuperação destes é a sua lavagem, associada à
aplicação de corretivos (BERNARDO et al., 2009).
26
Várias substâncias podem ser utilizadas como corretivos de solos sódicos e
salino-sódicos. Por apresentar baixo custo e pela relativa abundância com que é
encontrado em várias partes do mundo, o gesso é o corretivo mais utilizado para
recuperação de solos sódicos e salino-sódicos. A eficiência do gesso como corretivo
é dependente da sua dissolução (BARROS et al., 2004). De acordo com esses
autores, alguns dos fatores que influenciam a taxa de dissolução do gesso no solo
são a granulometria das partículas do gesso e o método de aplicação do corretivo.
A quantidade de corretivo a ser aplicada é calculada com base na capacidade
de troca de cátions do solo, da porcentagem de sódio trocável que se deseja
substituir, e da profundidade e superfície do solo a recuperar (CORDEIRO, 2001).
Uma boa relação pode ser obtida com a seguinte equação:
( - )
. (2)
em que:
N.C. – necessidade de corretivo para cada 100 gramas de solo, meq;
PSTi – porcentagem de sódio trocável inicial, %;
PSTf – porcentagem de sódio trocável final, %;
CTC – capacidade de troca de cátions, miliequivalentes por 100g de solo.
A recuperação de solos sódicos e salino-sódicos tem como objetivo principal
a redução da concentração dos sais solúveis e do sódio trocável no perfil do solo, a
um nível não prejudicial ao desenvolvimento das culturas (BARROS et al., 2004). De
acordo com Richards (1954), Daker (1984) e Pizarro (1985), a diminuição do grau de
salinidade envolve o processo de solubilização e a consequente remoção dos sais
pela água de percolação, enquanto que a diminuição do teor de sódio trocável
envolve a sua substituição pelo cálcio no complexo de troca, antes do processo de
lixiviação.
Para o caso de recuperação dos solos salinos, Barros et al. (2005) afirmam
que a lixiviação é o método mais eficaz. A técnica recomendada é a aplicação de
apenas água para dissolver e transportar os sais solúveis até o sistema de
drenagem. A quantidade de água que deve ser lixiviada abaixo da zona radicular,
depende da concentração de sais na água de irrigação, do solo e da água do lençol
27
freático, da tolerância das culturas a serem exploradas, das condições climáticas, e
do manejo do solo e da água (HOFFMAN, 1981).
Embora se tenha desenvolvido modelos determinísticos para simular a
recuperação de solos salinos, as estimativas da quantidade de água de lixiviação
necessária para recuperação de solos salinos são baseadas em relações empíricas
derivadas de pesquisas e experiências de campo (RHOADES E LOVEDAY, 1990).
E, segundo Palácios (1969), a relação mais indicada é a proposta por Volobuyev,
por apresentar resultados mais aproximados aos obtidos em campo e laboratório. A
equação de Volobuyev tem a seguinte expressão:
(3)
em que:
L – lâmina de água necessária para lavar um metro de profundidade de solo, cm;
CEi – condutividade elétrica inicial do extrato de saturação do solo, mmhos cm-1;
CEf – condutividade elétrica final desejada no extrato, mmhos cm-1 a 25o C;
a – coeficiente que depende do conteúdo de cloretos e da textura do solo, Tabela 1.
Tabela 1 - Conteúdo de cloretos, em %, e textura do solo, utilizados para obtenção do coeficiente proposto por Volobuyev. (Adaptado de CORDEIRO, 2001)
Textura Conteúdo de Cloretos (%)
60 - 40 40 - 20 20 - 10 <10
Pesada 122 132 142 178
Média 92 102 112 148
Ligeira 62 72 82 118
Embora tenha sido bastante difundida, Cordeiro (2001) relata que esta
equação possui várias limitações, por exemplo: o coeficiente “a” é obtido apenas em
função do conteúdo de cloretos e da textura do solo, sem considerar a influência que
outros sais podem ter sobre o comportamento físico e químico dos solos a serem
lavados. Como alternativa, o autor apresenta uma equação (4) desenvolvida a partir
da anterior, porém com a vantagem de que ao coeficiente “a” estão integrados
fatores como: a qualidade química da água de lavagem, as condições de salinidade
do solo, a profundidade de lavagem, etc.
28
-
-
(4)
em que:
L – lâmina de água necessária, cm;
p – profundidade do solo, cm;
CEr – condutividade elétrica da água de lavagem, mmhos cm-1;
CEi – condutividade elétrica inicial, mmhos cm-1;
CEf – condutividade elétrica final desejada, mmhos cm-1.
Jury et al. (1979) estabeleceram a relação apresentada na equação 5:
(5)
em que:
C – concentração de sais na solução do solo depois da recuperação, mg L-1;
Co – concentração de sais na solução do solo antes da recuperação, mg L-1;
Dl – lâmina de água a ser aplicada no solo para a lixiviação dos sais, cm;
Ds – profundidade do solo que se deseja recuperar, cm;
– conteúdo volumétrico de água no solo, cm3 cm-3.
Baseado em dados experimentais de campo, Hoffman (1980) propôs a
utilização de um coeficiente na relação anterior, resultando na equação 6, para
recuperação de solos salinos com água de boa qualidade.
(6)
em que:
C – concentração de sais na solução do solo depois da recuperação, mg L-1;
Co – concentração de sais na solução do solo antes da recuperação, mg L-1;
Dl – lâmina de água a ser aplicada no solo para a lixiviação dos sais, cm;
Ds – profundidade do solo que se deseja recuperar, cm;
K – constante que varia com o tipo de solo e método de aplicação de água.
29
O coeficiente K varia de 0,3 a 0,1 quando a recuperação é realizada por
inundação e o solo varia de argiloso a arenoso. Quando a aplicação de água e feita
por aspersão ou gotejamento, utiliza-se o valor 0,1, independente do tipo de solo.
Entretanto, Blanco & Folegatti (2001), avaliando diferentes lâminas de lavagem e
métodos de aplicação de água, concluíram que a aplicação por gotejamento foi a
mais eficiente na lixiviação de sais acumulados no solo. Os mesmos autores
recomendam a adoção de K = 0,1 e K = 0,2 para gotejamento e inundação,
respectivamente.
Para Rhoades E Loveday (1990), quando a água de irrigação apresenta
concentração significativa de sais, sua salinidade pode entrar na equação em
subtração a C e Co, aperfeiçoando o cálculo; ou seja, considerando a concentração
salina da água aplicada (Ca), (C/Co) pode ser substituído por (C-Ca)/(Co-Ca).
2.1.6 Dinâmica da água e transporte de solutos no perfil do solo
A compreensão da dinâmica da água e do transporte de solutos no solo,
assim como dos processos envolvidos, é de interesse não só da agricultura mas,
também, da Hidrologia e das ciências ambientais, em geral. Além do aspecto
econômico, relacionado às perdas por lixiviação de fertilizantes e outros produtos
químicos aplicados nas lavouras, este tipo de informação auxilia a previsão de riscos
de contaminação ambiental.
A primeira experiência que quantificou o fluxo de água em um meio poroso
saturado foi publicada em 1856 pelo engenheiro hidráulico Henry Darcy. Resultado
de seus experimentos sobre escoamento de água em meio arenoso, a equação de
Darcy tornou-se a base científica para estudos de movimento de água em meios
porosos. Essa equação foi adaptada mais tarde para solos não saturados, passando
a chamar-se equação de Darcy-Buckingham (REICHARDT E TIMM, 2004).
A equação de Darcy-Buckingham ou Buckingham-Darcy permite expressar a
densidade de fluxo de água através de um meio poroso, por unidade de superfície,
em função da condutividade hidráulica do material e do gradiente hidráulico.
Baseado no princípio de Conservação de Massa, Richards combinou a equação de
Buckingham- Darcy com a Equação da Continuidade e obteve a equação geral que
descreve o movimento de água em solos não saturados, a qual é conhecida na
literatura de ciência do solo como equação de Richards (BOTREL, 1988).
30
Sabe-se que o transporte de solutos é vinculado ao fluxo de água no solo e
este, por sua vez, pode ser descrito com base na lei de Darcy. Porém, essa
abordagem não é suficiente para abranger o movimento de solutos no solo. A
complexidade do transporte de solutos no solo está no fato de que eles podem
interagir com a matriz do solo, podem precipitar se os limites de solubilidade forem
excedidos, e podem interagir com eles mesmos (FRANKFURT, 2008).
A quantificação do fluxo de água e do transporte de solutos no solo pode ser
realizada por meio de medidas em campo, por modelagem física ou por modelagem
matemática. As medidas de campo demandam tempo para coleta de dados e tem
custos elevados; enquanto que a principal vantagem do uso de modelos é a
economia de tempo e capital investido, haja vista que possibilitam simular múltiplos
cenários, ao invés de se utilizar longos períodos de observação e de coleta de dados
(AZEVEDO et al., 1996).
Dentro dessa perspectiva, a modelagem vem sendo utilizada por muitos
pesquisadores em todo o mundo. Segundo Genuchten e Wierenga (1986), vários
modelos teóricos têm sido desenvolvidos ao longo dos anos para descrever o
transporte de solutos no solo. O sucesso desses modelos, no entanto, depende em
grande parte da capacidade de se quantificar os parâmetros de transporte, que são
variáveis de entrada para esses modelos.
Durante o seu doutoramento, e a partir da resolução numérica de equações
complexas que descrevem o movimento da água e transporte de solutos no solo,
Miranda (2001) desenvolveu e testou um modelo computacional para simular o fluxo
de água e a dinâmica de nitrato no solo. O modelo, denominado MIDI, foi capaz de
estimar com êxito o potencial matricial da água e as variações na concentração de
soluto no perfil do solo ao longo do tempo.
Em suas operações, o MIDI considera a velocidade da água nos poros de
uma coluna de solo subdividida em uma série de camadas, a dispersão
hidrodinâmica ou coeficiente dispersivo-difusivo e o retardamento que ocorre quando
há interação química entre o soluto e o solo. De acordo com Borges Júnior e
Andrade (2008), o método mais adequado para estimar esses parâmetros é o
ajustamento de modelos teóricos a dados experimentais da curva de efluente, obtida
em laboratório.
31
2.2 Material e Métodos
O estudo foi realizado em quatro etapas: 1) salinização dos solos
armazenados em colunas, 2) recuperação dos solos salinizados, 3) estimativa das
concentrações de sódio remanescente nos solos após o procedimento de
dessalinização, e 4) simulação da distribuição deste íon no perfil de cada solo. A
primeira etapa teve início em laboratório, com ensaios preliminares para obtenção de
curvas de salinização artificial, e culminou com a salinização dos solos armazenados
em colunas de percolação, previamente instaladas em uma casa de vegetação.
A segunda etapa, que consistiu na aplicação de lâminas de lixiviação para
lavagem e recuperação dos solos salinizados, foi conduzida no interior de uma
estrutura metálica, com área de aproximadamente 100 m² cobertos por um filme
plástico de 150 micras. A estrutura, localizada nas dependências do Departamento
de Engenharia de Biossistemas da Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”
– ESALQ/USP, Piracicaba - SP, abrigava 36 colunas de percolação preenchidas
com dois materiais de solo classificados como Latossolo Vermelho e Nitossolo
(LELIS NETO, 2008).
Na etapa seguinte, as equações empíricas extraídas de publicações técnicas
e científicas foram utilizadas para estimar as concentrações de sódio remanescente
na solução de cada solo, após a aplicação das lâminas de lixiviação e
dessalinização destes materiais. Os cenários teóricos obtidos com o uso dessas
equações, comumente utilizadas e/ou recomendadas para determinação da lâmina
de lixiviação, foram comparados com resultados experimentais observados no
ensaio com as colunas de percolação instaladas na casa de vegetação.
A quarta e última etapa foi a obtenção dos parâmetros de transporte do cátion
sódio e a aplicação do modelo MIDI para simular a distribuição deste íon no perfil de
cada solo estudado. Esta etapa, desenvolvida no laboratório de Física do Solo do
Departamento de Engenharia de Biossistemas da ESALQ/USP, iniciou-se com a
realização de ensaios de deslocamento miscível para elaboração de curvas de
distribuição de efluente. Os coeficientes dispersivo-difusivos e fatores de
retardamento, obtidos a partir das curvas, constituíram parâmetros de entrada para o
modelo MIDI.
32
2.2.1 Construção das curvas de salinização artificial
A construção das curvas de salinização artificial visou a obtenção de
equações capazes de estimar a quantidade de cloreto de sódio necessária ao
preparo de cada uma das soluções a serem aplicadas aos solos das colunas de
percolação, para que a condutividade elétrica no extrato de saturação atingisse
valores aproximados de 3,0 e 6,0 dS m-1. Para isso, em laboratório, foi preparada
uma solução padrão (4800 mg L-1) de cloreto de sódio dissolvido em água. A partir
da diluição de alíquotas desta solução, outras diferentes concentrações também
foram obtidas.
Paralelamente, amostras de solo foram colocadas para secar ao ar,
peneiradas e acondicionadas em vasos de PVC, cujas bases continham furos
associados a um sistema de drenagem, composto por uma camada de brita e uma
manta de tecido geotêxtil. Foram utilizados dois materiais de solo com classes
texturais distintas: os mesmos utilizados nos demais ensaios em laboratório e na
casa de vegetação.
Após o acondicionamento dos solos nos vasos, a umidade de cada um foi
elevada à máxima capacidade de retenção, utilizando, para isso, as soluções de
concentrações conhecidas (de 960 a 4800 mg L-1, em intervalos de 960 mg L-1, o
que corresponde às condutividades teóricas variando de 1,5 a 7,5 dS m-1) obtidas
anteriormente. Para relacionar a concentração do sal dissolvido (C) à condutividade
elétrica da solução (CEs) foi utilizada a equação (7) proposta por Richards (1954):
(7)
em que:
C – concentração do sal na solução, mg L-1;
CEs – condutividade elétrica da solução, dS m-1.
Uma solução correspondente à CEs de 0,5 dS m-1 também foi utilizada, de
modo que o ensaio foi conduzido com a aplicação de seis concentrações de sódio
em cada tipo de solo, totalizando 12 unidades experimentais. E, como pode ser
observado nas Figuras 1a e 1b, em cada unidade experimental (vaso) foi instalado
33
um extrator de cápsula cerâmica para obtenção da solução do solo armazenada em
sua câmara, depois de atingido o equilíbrio entre a cápsula e o solo.
(a) (b)
Figura 1 - Amostras de solo acondicionadas em vasos de PVC com capacidade para 20 litros (a) e extratores de cápsula cerâmica instalados para obtenção da solução do solo (b)
Passadas 48 horas da aplicação das soluções salinas, e após a eliminação de
uma camada de aproximadamente 2 cm da superfície do solo, a solução de cada
vaso foi extraída (Figura 1b) e as amostras encaminhadas ao laboratório para
aferição da condutividade elétrica. Os resultados foram tabulados e, por meio de
análise de regressão, foi obtida uma curva de salinização artificial para cada solo.
2.2.2 Salinização dos solos nas colunas de percolação
No interior da casa de vegetação encontravam-se distribuídas 36 bombonas
plásticas medindo respectivamente, 0,6 e 0,8 m, de diâmetro e altura. Durante sua
instalação, cada bombona foi perfurada para drenagem e posicionada sobre um
degrau de tijolos, a fim de evitar a obstrução do sistema de drenagem, composto por
uma camada interna de 0,1 m de pedra brita e uma manta de tecido geotêxtil. Em
seguida, estas mesmas bombonas foram preenchidas com os materiais de solo,
passando a constituir as colunas de percolação utilizadas neste estudo.
Para o preenchimento foram utilizados dois materiais de solo: um de textura
arenosa e outro de textura mais argilosa. Provenientes da camada arável no campo
(de 0 a 20 cm), os solos foram destorroados e peneirados em malha de 5 mm. Nesta
34
oportunidade, amostras individuais foram coletadas e enviadas ao Laboratório
Agrotécnico de Piracicaba (Pirassolo) para sua caracterização física (Tabela 2).
Tabela 2 - Resultados da análise granulométrica dos solos utilizados para preenchimento das colunas
Solo Argila Silte Areia Total Areia Grossa Areia Fina
<0,002mm 0,053-0,002mm 2,00-0,210mm 0,210-0,053mm
-----------------------------------------------g/kg-----------------------------------------------------
Arenoso 217 13 770 340 430
Argiloso 451 99 450 150 300
A disposição dos solos na área experimental foi realizada de acordo com o
delineamento estatístico de blocos ao acaso, com três repetições, conforme o croqui
apresentado na Figura 2. Ao final do preenchimento das bombonas, foram
realizadas sucessivas irrigações a fim de promover a lixiviação de íons e a
acomodação dos solos.
Figura 2 - Distribuição dos solos na área experimental, conforme o delineamento estatístico de blocos
Para obter o nível de salinidade imposto a cada tratamento, os solos tiveram
seus valores de condutividade elétrica no extrato de saturação elevados a
aproximadamente 3,0 e 6,0 dS m-1, por meio da adição de uma solução salina obtida
a partir de cloreto de sódio dissolvido em água da rede de abastecimento da
ESALQ. A quantidade do sal utilizada no preparo de cada solução foi calculada com
base na curva de salinização artificial do respectivo solo.
Uma vez estimada a concentração do sal (C), necessária ao preparo de cada
solução, por meio da equação ajustada a partir da curva de salinização, efetuou-se a
35
correção dos valores para a umidade de saturação. Assim, a concentração corrigida
(Cf) foi obtida aplicando a expressão apresentada na equação 8:
(8)
em que:
Cf – concentração final de sódio na solução salina, mg L-1;
C – concentração de sódio, obtida a partir da curva de salinização, mg L-1;
Us – umidade de saturação do solo (pasta saturada), g g-1;
Ucc – umidade do solo na capacidade de campo, g g-1.
A aplicação das soluções salinas se deu por meio de um sistema de irrigação
e, ao término das aplicações, os níveis de condutividade elétrica na solução do solo
foram aferidos por meio da análise das soluções extraídas do solo 48 horas após a
salinização. Feito isso, as colunas foram cobertas com plástico, para evitar
evaporação, permanecendo assim até o solo atingir umidade próxima à da
capacidade de campo.
2.2.3 Cálculo e aplicação das lâminas de lixiviação
O processo de recuperação dos solos salinizados consistiu na aplicação de
três lâminas de água para lixiviação dos sais e redução da condutividade elétrica por
meio da técnica de lavagem. As lâminas corresponderam a frações do volume de
poros de cada solo, calculado a partir da equação 9:
(9)
em que:
– volume de poros na coluna de solo, cm3;
– porosidade do solo, decimal;
V – volume ocupado por solo na coluna, cm3.
36
Foram adotadas lâminas equivalentes às seguintes frações: L1 (1,0 volume
de poros); L2 (2,0 volumes de poros); e L3 (3,0 volumes de poros). Estes valores
foram adaptados do estudo realizado por Barros et al. (2005), que avaliaram lâminas
de lixiviação necessárias para correção da salinidade de dois materiais de solo do
Estado de Pernambuco.
As três lâminas, combinadas aos dois tipos de solo e aos dois níveis de
salinidade, constituíram os tratamentos (Tabela 3) deste ensaio. Deste modo, o
experimento correspondeu a um arranjo fatorial 3 x 2 x 2 (três lâminas de lixiviação,
dois tipos de solo e dois níveis de condutividade elétrica no extrato de saturação) e
foi conduzido em delineamento experimental de blocos ao acaso, com três
repetições.
Tabela 3 - Terminologia atribuída aos tratamentos do ensaio realizado com as colunas de percolação (CEes = condutividade elétrica no extrato de saturação; ε = volume de poros)
Tratamento Terminologia Significado
T1 ARC3L1 Solo arenoso, CEes 3,0 dS m-1, recebeu lâmina igual a 1ε
T2 ARC3L2 Solo arenoso, CEes 3,0 dS m-1, recebeu lâmina igual a 2ε
T3 ARC3L3 Solo arenoso, CEes 3,0 dS m-1, recebeu lâmina igual a 3ε
T4 AGC3L1 Solo argiloso, CEes 3,0 dS m-1, recebeu lâmina igual a 1ε
T5 AGC3L2 Solo argiloso, CEes 3,0 dS m-1, recebeu lâmina igual a 2ε
T6 AGC3L3 Solo argiloso, CEes 3,0 dS m-1, recebeu lâmina igual a 3ε
T7 ARC6L1 Solo arenoso, CEes 6,0 dS m-1, recebeu lâmina igual a 1ε
T8 ARC6L2 Solo arenoso, CEes 6,0 dS m-1, recebeu lâmina igual a 2ε
T9 ARC6L3 Solo arenoso, CEes 6,0 dS m-1, recebeu lâmina igual a 3ε
T10 AGC6L1 Solo argiloso, CEes 6,0 dS m-1, recebeu lâmina igual a 1ε
T11 AGC6L2 Solo argiloso, CEes 6,0 dS m-1, recebeu lâmina igual a 2ε
T12 AGC6L3 Solo argiloso, CEes 6,0 dS m-1, recebeu lâmina igual a 3ε
Com cada lâmina testada ocupando 12 unidades experimentais,
representadas por colunas de solo, totalizaram-se 36 unidades experimentais no
ensaio. A água foi aplicada à superfície do solo de cada coluna, por gotejamento, a
uma vazão de 8 L h-1. O sistema de irrigação utilizou emissores compensadores de
vazão, do tipo botão, inseridos em linhas de tubo de polietileno. A fim de obter
uniformidade de distribuição da água na superfície do solo, cada gotejador foi
conectado a um divisor de descarga, como ilustrado na Figura 3. Também foram
instaladas válvulas no início de cada linha lateral para facilitar a condução do
experimento.
37
Figura 3 - Ilustração do sistema de irrigação, destacando a divisão da descarga dos gotejadores e os pontos de aplicação da água na superfície do solo
A água utilizada na aplicação das lâminas foi proveniente da rede de
abastecimento do campus da Escola, uma vez que o local do ensaio dispunha de
tubulação com acesso a esse sistema. O tempo de aplicação foi definido conforme a
extensão da lâmina em cada tratamento, e o controle foi realizado com o auxílio de
um sistema de automação que permitiu ajustar o tempo de funcionamento do
conjunto moto-bomba àquele necessário para aplicação de cada lâmina.
2.2.4 Monitoramento da umidade e salinidade do solo
As alterações nas características químicas do solo, em resposta à aplicação
das lâminas de lixiviação, foram avaliadas por meio do monitoramento da
condutividade elétrica e da concentração de sódio remanescente na solução do solo
de cada coluna. Para isso, a solução do solo foi obtida com o uso de extratores,
posteriormente à aplicação das lâminas, e as variáveis químicas foram medidas em
laboratório e corrigidas para umidade de saturação.
Com este objetivo, foram instalados três extratores de cápsula cerâmica no
solo de cada uma das colunas (Figura 4a); foram utilizadas, portanto, 108 unidades
deste dispositivo que consiste basicamente de um tubo de PVC com uma cápsula
porosa na extremidade inferior (Figura 4b). Com o auxílio de um trado, as cápsulas
foram posicionadas em três profundidades (20, 40 e 60 cm) no perfil do solo.
Tubo de polietileno Parede da coluna
Gotejador com a
descarga dividida Pontos de aplicação
38
(a) (b)
Figura 4 - Detalhes da instalação no solo (a) e da construção dos extratores de cápsula cerâmica (b)
A solução do solo foi obtida com a aplicação de uma tensão de 80 kPa na
câmara de cada extrator, utilizando uma bomba de vácuo, 24 horas após o fim da
aplicação das lâminas. Passadas outras 24 horas, para que ocorresse a
redistribuição da solução e equilíbrio entre a cápsula e o solo, as soluções
recolhidas pelos extratores foram coletadas com uma seringa hospitalar e
armazenadas em tubos de acrílico, sendo conduzidas para análise.
Em laboratório, determinou-se a condutividade elétrica de cada amostra, por
meio de um condutivímetro de bancada, e a concentração de sódio por fotometria de
chama. Os valores de condutividade elétrica e concentrações de sódio,
determinados mediante a solução extraída pelas cápsulas porosas, foram corrigidos
para a umidade de saturação empregando a equação 10:
(10)
em que:
Ccorrigida – condutividade elétrica ou concentração de sódio no extrato de saturação,
estimada a partir dos valores determinados na solução do solo, dS m-1 ou mmolc L-1;
Ccp – condutividade elétrica ou concentração de sódio na solução do solo, obtida
com extrator de cápsula porosa, dS m-1 ou mmolc L-1;
Ucp – umidade do solo durante aplicação de tensão na cápsula dos extratores, g g-1;
Us – umidade de saturação do solo (pasta saturada), g g-1.
39
A umidade do solo, no momento da aplicação de tensão na cápsula dos
extratores, foi aferida por meio de medições pontuais utilizando-se uma sonda de
capacitância modelo Diviner 2000®. Para isso, um tubo de PVC (DE = 56,5 mm, DI =
51 mm e comprimento de 1,0 m), denominado tubo de acesso, foi instalado no solo
de cada uma das colunas (Figuras 5a e 5b) e as medições ocorreram nas mesmas
profundidades onde se encontravam as cápsulas dos extratores.
(a) (b)
Figura 5 - Preparo do solo para instalação do tubo de acesso (a) e vista geral dos tubos instalados (b)
A sonda foi calibrada seguindo os procedimentos recomendados pelo
fabricante (SENTEK, 2007) e adaptados para as condições do experimento, quais
sejam: primeiramente foi realizada a normalização do sensor (registro de leituras
com o sensor dentro do tubo de acesso exposto ao ar e à água) e só depois, foi
realizada a calibração propriamente dita. Durante a calibração, os solos das colunas
foram umedecidos e à medida que iam secando eram realizadas leituras com a
sonda, em camadas de 10 cm, até a profundidade de 60 cm. Simultaneamente,
foram coletadas três amostras de solo, a cada profundidade, para determinar a
umidade pelo método gravimétrico (RICHARDS, 1954). As frequências normalizadas
foram calculadas com a equação 11:
- - -
(11)
em que:
SF – frequência normalizada ou contagem relativa, adimensional;
FA – leituras com o tubo de acesso suspenso no ar, Hertz;
40
FW – leituras com o tubo de acesso imerso em água, Hertz;
FS – leituras com o tubo de acesso instalado no solo, Hertz.
Relacionando as frequências normalizadas aos seus correspondentes valores
de umidade, determinada pelo método gravimétrico, foi obtida uma curva de
calibração para cada solo estudado. Os coeficientes das curvas foram inseridos no
datalogger da sonda para obtenção de leituras mais confiáveis no decorrer do
experimento.
2.2.5 Avaliação do desempenho das equações empíricas
Terminados os ensaios na casa de vegetação, equações empíricas citadas
em publicações técnicas e científicas foram utilizadas para estimar as concentrações
de sódio remanescentes na solução de cada solo, após a aplicação das lâminas de
lixiviação e dessalinização destes materiais. Para efeito de comparação, foram
adotadas nos cálculos as mesmas lâminas de lixiviação aplicadas nos ensaios reais
e as condições químicas iniciais também foram as mesmas dos solos armazenados
nas colunas de percolação.
Desta forma, as concentrações de sódio foram calculadas empregando-se as
equações 3, 4, 5 e 6; para facilidade de cálculo, foram isoladas as variáveis de
interesse em cada uma das equações, obtendo-se as relações apresentadas nas
equações 12, 13, 14 e 15, respectivamente. É importante observar que algumas
equações apresentam como resultado a condutividade elétrica enquanto outras
apresentam concentração de íons. Nestes casos os resultados foram convertidos em
concentrações de sódio e condutividade elétrica multiplicando-se ou dividindo os
resultados das equações por 640, conforme proposta de Richards já referenciada
em tópicos anteriores deste texto.
- (
) (12)
em que:
CEf – condutividade elétrica final no extrato de saturação, mmhos cm-1;
CEi – condutividade elétrica inicial do extrato de saturação, mmhos cm-1;
41
L – lâmina de água a ser aplicada no solo para a lixiviação dos sais, mm;
a – coeficiente que depende do conteúdo de cloretos e textura do solo.
.
-(
. . ( - -
)
)
(13)
em que:
CEf – condutividade elétrica final no extrato de saturação, mmhos cm-1;
CEi – condutividade elétrica inicial do extrato de saturação, mmhos cm-1;
L – lâmina de água a ser aplicada no solo para a lixiviação dos sais, mm;
p – profundidade do solo a ser recuperado, cm;
CEr – condutividade elétrica da água de lavagem, mmhos cm-1;
CEi – condutividade elétrica inicial, mmhos cm-1.
(
) (14)
em que:
C – concentração de sais na solução do solo depois da recuperação, mg L-1;
Co – concentração de sais na solução do solo antes da recuperação, mg L-1;
– umidade volumétrica do solo, cm3 cm-3;
Ds – profundidade do solo que se deseja recuperar, cm;
Dl – lâmina de água a ser aplicada no solo para a lixiviação dos sais, cm.
(
) (15)
em que:
C – concentração de sais na solução do solo depois da recuperação;
Co – concentração de sais na solução do solo antes da recuperação;
K – constante que varia com o tipo de solo e método de aplicação de água.
Ds – profundidade do solo que se deseja recuperar;
Dl – lâmina de água a ser aplicada no solo para a lixiviação dos sais.
42
O desempenho das equações foi avaliado utilizando os cálculos obtidos com
o uso destas equações, comparando-os aos resultados experimentais observados
no ensaio com as colunas de percolação instaladas na casa de vegetação.
2.2.6 Obtenção dos parâmetros de entrada e aplicação do MIDI
A distribuição do sódio no solo foi obtida por meio de simulações realizadas
empregando o modelo computacional MIDI (MIRANDA, 2001). Parâmetros relativos
aos solos e à solução deslocada através destes constituíram as variáveis de entrada
para o modelo; sendo que os parâmetros da curva de retenção de água foram
obtidos por meio da equação de Genuchten (1980), a partir da caracterização físico-
hídrica de amostras de solo enviadas para análise em laboratório.
Para determinar os parâmetros relativos ao sódio, foram elaboradas curvas
de distribuição de efluentes, a partir de dados experimentais obtidos com a
realização de ensaios em colunas de deslocamento miscível (Figura 6). Nos ensaios,
desenvolvidos no laboratório de Física do Solo do Departamento de Engenharia de
Biossistemas da ESALQ, foram utilizadas colunas de 19,8 cm de altura,
confeccionadas a partir de tubo PVC de 4,8 cm de diâmetro. Cada coluna foi
preenchida com um volume conhecido de solo, previamente destorroado, seco ao ar
e peneirado em malha de 2 mm.
(a) (b)
Figura 6 - Estrutura para coleta de efluente (a) e Mariotte usado para aplicação da solução salina (b)
43
A solução salina, obtida a partir de cloreto de sódio dissolvido em água (450
mg L-1), foi aplicada aos solos utilizando um Frasco de Mariotte (Figura 6b) de forma
a manter constante a taxa de aplicação. É importante ressaltar que, antes mesmo de
iniciar a aplicação da solução, o solo de cada coluna foi saturado com água
destilada e de forma lenta. A saturação se deu de baixo para cima, facilitando a
expulsão do ar contido nos poros do solo e a ocupação destes pela água. Em
seguida, o conjunto ficou em repouso por um período de aproximadamente 24 horas
(Figura 7a).
(a) (b)
Figura 7 - Saturação do solo nas colunas (a) e posterior lavagem com aplicação de água destilada (b)
O ensaio propriamente dito iniciou-se com a passagem de água destilada
através da coluna (também por um período aproximado de 24 horas), para que todo
o sódio eventualmente presente na solução do solo pudesse ser lixiviado (Figura
7b). Uma vez observado um fluxo constante, realizou-se a troca dos recipientes de
abastecimento, substituindo a água destilada pela solução de cloreto de sódio.
Com o início da aplicação da solução, iniciou-se também a coleta do efluente
que atravessava a coluna de solo. Para isso, foram utilizados recipientes coletores
com capacidade para 20 mL, sendo que o volume coletado individualmente foi de 15
mL. Paralelamente às coletas, eram feitas anotações do tempo necessário para
preenchimento de cada recipiente. A aplicação da solução e a coleta do efluente
permaneceram até que a concentração iônica neste se aproximou à concentração
na solução aplicada; neste momento os ensaios foram interrompidos e as amostras
conduzidas para análise química.
44
De posse das anotações feitas durante os ensaios e das concentrações de
sódio, medidas em um fotômetro de chamas, foram elaboradas as curvas de
efluente (eluição). A partir das curvas, os parâmetros de transporte do sódio foram
estimados utilizando o software STANMOD (SIMUNEK et al., 1998) na versão 2.0
para Windows. As estimativas consideraram os dados provenientes dos ensaios até
a coleta de um volume de efluente equivalente a seis vezes o volume ocupado pelos
poros do solo na coluna, sendo os parâmetros obtidos por tentativas, de modo a
atingir um maior coeficiente de determinação entre os dados experimentais e os
simulados pelo modelo.
Uma vez conhecidos os parâmetros de transporte do sódio em cada um dos
materiais de solo estudados, o modelo MIDI foi empregado para simular as
concentrações iônicas em diferentes camadas de uma coluna de solo hipotética.
Nesta etapa foram consideradas colunas medindo 60 cm de comprimento e
subdivididas em camadas de 10 cm. Após a simulação o modelo apresentou como
saída, a umidade e a concentração de sódio em cada uma das camadas. Estes
resultados, juntamente com os parâmetros de transporte, permitiram avaliar a
mobilidade e a distribuição do sódio no solo, auxiliando no entendimento dos
resultados observados no ensaio com as colunas de percolação instaladas na casa
de vegetação.
45
2.3 Resultados e Discussão
2.3.1 Construção das curvas de salinização artificial
As curvas que correlacionam a concentração de cloreto sódio (C) nas
soluções salinas aplicadas aos solos e os correspondentes valores de condutividade
elétrica da solução destes solos (CEes) foram obtidas por meio da análise de
regressão e são apresentadas na forma de diagrama de dispersão (Figura 8). A
análise de regressão em estudos envolvendo concentração iônica e condutividade
elétrica vem sendo empregada com sucesso por vários pesquisadores, tais como:
Silva Júnior et al. (1999), Nunes Filho et al. (2000), Maia et al. (2001) e Medeiros et
al. (2009).
Figura 8 - Curvas de salinização artificial, obtidas por análise de regressão, para os solos estudados
Analisando as equações ajustadas às curvas na Figura 8, além da boa
correlação entre as grandezas em ambos os solos (R2 = 0.99), observa-se que a
taxa de variação da condutividade elétrica da solução do solo em função da
concentração de sódio na solução aplicada foi ligeiramente maior no solo argiloso; a
diferença entre os dois solos fica mais evidente quando se aplicou soluções mais
concentradas.
Estes resultados apontam uma tendência à ocorrência de maior lixiviação de
sódio no solo arenoso, refletindo na necessidade de aplicação de maiores
quantidades do sal neste tipo de solo, para que sua solução atinja a condutividade
y = 0.0014x + 0.3028 R² = 0.9955
y = 0.0015x + 0.2009 R² = 0.9999
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
0 1000 2000 3000 4000 5000
CE
da s
olu
ção
do
so
lo (
dS
m-1
)
Concentração de NaCl na solução aplicada (mg L-1)
Solo Arenoso Solo Argiloso
46
elétrica desejada em um processo de salinização artificial. Tal comportamento pode
ser explicado pela maior facilidade de drenagem observada em solos de textura
arenosa, o que contribui para a lixiviação de sais.
2.3.2 Salinização dos solos nas colunas de percolação
As equações ajustadas às curvas de salinização artificial foram utilizadas para
direcionar o processo de salinização dos solos armazenados nas colunas de
percolação. É importante ressaltar que, para se obter um mesmo valor de
condutividade elétrica na solução do solo, a concentração do sal foi ligeiramente
superior nas soluções aplicadas ao solo arenoso. Na Tabela 4 encontram-se
distribuídos, por tratamento, os valores médios de condutividade elétrica medidos na
solução dos solos após o procedimento de salinização artificial.
Tabela 4 - Valores de condutividade elétrica no extrato de saturação (CEes) após salinização artificial
Tratamento CEes (dS m-1) Tratamento CEes (dS m-1)
T1 3,36 T7 6,25
T2 3,26 T8 6,24
T3 3,18 T9 6,21
T4 3,26 T10 5,82
T5 3,21 T11 6,09
T6 3,02 T12 6,18
CV(%) 2,34 CV(%) 1,93
De acordo com a Tabela 4, os valores de condutividade elétrica obtidos na
solução do solo, após a aplicação da solução salina, afastaram-se pouco da média
desejada. A relação linear e a boa correlação entre a concentração de sódio na
solução aplicada e a condutividade elétrica na solução do solo fizeram com que os
tratamentos associados à mesma condutividade elétrica inicial apresentassem pouca
variação.
2.3.3 Monitoramento da umidade e da salinidade do solo
Anteriormente à aplicação das lâminas de lixiviação, a sonda de capacitância
foi calibrada e as equações obtidas foram inseridas em seu datalogger para
obtenção de leituras mais confiáveis durante a extração da solução do solo. As
leituras de frequência normalizada, obtidas nos pontos amostrais em cada tipo de
47
solo, são apresentadas na Tabela 5, associadas aos respectivos valores de umidade
determinados pelo método gravimétrico. Durante o procedimento foram observados
níveis de umidade variando de 0,05 a aproximadamente 0,30 cm3 de água por cm3
de solo, em ambos os solos.
Tabela 5 - Valores de umidade do solo e respectivas leituras de frequência, utilizadas para calibração da sonda Diviner: θ = umidade volumétrica (%) e SF = frequência normalizada
Ponto Solo Arenoso Solo Argiloso
Ponto Solo Arenoso Solo Argiloso
θ SF θ SF θ SF θ SF
1 11,43 0,65898 5,79 0,49903 10 29,23 0,95765 14,66 0,76688
2 12,65 0,72257 16,00 0,76688 11 23,23 0,84052 9,11 0,56159
3 11,95 0,65898 20,47 0,82594 12 5,17 0,58141 11,12 0,60123
4 27,69 0,96913 33,68 0,98818 13 17,77 0,77719 7,05 0,61340
5 30,26 0,99133 33,10 0,95758 14 22,01 0,90902 12,39 0,63654
6 24,23 0,89609 29,64 0,91372 15 25,78 0,96913 27,61 0,85274
7 20,77 0,80999 34,16 0,97818 16 18,16 0,81173 23,66 0,88301
8 8,76 0,63504 25,67 0,86557 17 16,69 0,76045 17,55 0,80785
9 13,65 0,70252 11,96 0,69794 18 6,57 0,64096 27,94 0,93688
As leituras com a sonda, assim como as amostragens para a determinação
da umidade gravimétrica, foram realizadas em diferentes profundidades no perfil do
solo; no entanto, optou-se pelo ajuste de apenas uma curva de calibração para cada
tipo de solo (Figuras 9a e 9b). Este procedimento foi adotado, pois, oriundos de uma
camada pouco profunda no campo, cada solo foi peneirado e acomodado nas
colunas de forma que constituiu uma única fase. Também é importante ressaltar
que, antes da calibração da sonda, foi feita a normalização do sensor, obtendo-se as
leituras 164.216 e 121.427 com o sensor em contato com o ar e com a água,
respectivamente.
(a)
(b)
Figura 9 - Curva de calibração e equação ajustada para o solo arenoso (a) e para o solo argiloso (b)
SF = 0.3065 * θ ^ 0.3353 R² = 0.9288
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
0 5 10 15 20 25 30 35
Fre
qu
ên
cia
rela
tiv
a (
SF)
Conteúdo de água no solo (%)
SF = 0.2747 * θ ^ 0.3571 R² = 0.9411
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
0 5 10 15 20 25 30 35
Fre
qu
ên
cia
rela
tiv
a (
SF)
Conteúdo de água no solo (%)
48
As equações foram ajustadas por análise de regressão a partir dos dados
apresentados na Tabela 5 e, de acordo com os resultados, embora a calibração
tenha sido realizada em condições de solo confinado, os valores de frequência lidos
com a sonda tiveram boa correlação com a umidade determinada pelo método
considerado padrão, tanto no solo arenoso (R2= 0,92) quanto no argiloso (R2= 0,94).
Com a calibração, obtiveram-se os valores 0,3065 e 0,3353 para os
coeficientes A e B da equação ajustada, para o solo arenoso, e os valores 0,2747 e
0,3571 para esses mesmos parâmetros em solo argiloso. ANDRADE JUNIOR et al.,
(2007) encontraram valores que diferem dos obtidos nesta pesquisa; provavelmente,
por terem trabalhado com solos diferentes dos utilizados nesse experimento.
Entretanto, qualquer que tenha sido a causa, apenas reforça a necessidade de
calibração da sonda nas mesmas condições em que se deseja avaliar o conteúdo de
água no solo.
O monitoramento da salinidade foi realizado por meio de leituras de
condutividade elétrica e de concentração de sódio na solução do solo. Estas
variáveis determinadas a partir da solução coletada com o uso de extratores foram
corrigidas em função dos valores de umidade lidos com a sonda no momento da
extração. As médias relativas a cada tratamento da etapa de lixiviação são
apresentadas nas Tabelas 6 e 7, identificando os tratamentos e as camadas de solo.
Uma média englobando todas as camadas (0-60 cm) também foi obtida, para que se
possa ter uma ideia do efeito das lâminas no perfil como um todo.
Tabela 6 - Valores médios de condutividade elétrica (dS m-1
), obtidos na solução do solo após a aplicação das lâminas de lixiviação
Solo Salinidade Lâmina
Tratamento Profundidade (cm)
(dS m-1) (vol. poros) 0-20 20-40 40-60 0-60
Arenoso
C3 L1 T1 1,29 2,55 3,19 2,34
C3 L2 T2 1,27 2,08 2,92 2,09
C3 L3 T3 0,62 1,97 3,28 1,96
Argiloso
C3 L1 T4 1,35 3,19 4,30 2,95
C3 L2 T5 1,10 2,33 2,86 2,09
C3 L3 T6 1,43 1,70 2,98 2,04
Arenoso
C6 L1 T7 2,73 3,80 5,19 3,91
C6 L2 T8 2,48 4,32 6,39 4,40
C6 L3 T9 2,44 2,86 3,45 2,92
Argiloso
C6 L1 T10 1,74 3,12 3,75 2,87
C6 L2 T11 2,28 3,67 5,39 3,78
C6 L3 T12 2,57 2,88 3,33 2,93
49
Na Tabela 6, pode-se observar que a aplicação das lâminas levou, em geral,
ao decréscimo dos valores de condutividade elétrica; a magnitude do efeito de cada
lâmina variou conforme o solo e a condutividade inicialmente presente. Analisando
dos tratamentos individualmente, nota-se que o efeito das lâminas foi mais
pronunciado na camada 0-20 cm. As camadas subjacentes tiveram mudanças
moderadas, quando comparadas à camada superficial, e em alguns tratamentos as
alterações foram no sentido de elevação da condutividade (T1 e T4). Além desta
constatação, o que une estes tratamentos é o fato de terem recebidos a mesma
quantidade de água; indicando que a lâmina aplicada (L1) foi inferior à necessária
para lixiviação do sódio em todo o perfil, resultando em acúmulo nas camadas
subjacentes.
Considerando o perfil como um todo (0-60 cm), merecem atenção os
resultados obtidos nos tratamentos T10 e T12. Embora submetidos a lâminas
diferentes (L1 e L3, respectivamente), as respostas obtidas foram muito semelhantes
em termos de valores de condutividade elétrica. Provavelmente isto se deveu ao
baixo fluxo proporcionado pela lâmina L1 aplicada ao tratamento T10, não sendo
suficiente para expor os íons à ação das cápsulas extratoras. Os resultados das
leituras de concentração de sódio observados nos tratamentos T10, T11 e T12
(Tabela 7) corroboram este raciocínio.
Tabela 7 - Valores médios de concentração de sódio (mg L-1
), obtidos na solução do solo após a aplicação das lâminas de lixiviação
Solo Salinidade Lâmina
Tratamento Profundidade (cm)
(dS m-1) (vol. poros) 0-20 20-40 40-60 0-60
Arenoso
C3 L1 T1 780 1642 1972 1464
C3 L2 T2 786 1361 1681 1276
C3 L3 T3 372 1226 1967 1188
Argiloso
C3 L1 T4 806 1241 1678 1242
C3 L2 T5 673 1494 1765 1310
C3 L3 T6 873 1082 1865 1273
Arenoso
C6 L1 T7 1626 3194 3575 2798
C6 L2 T8 1397 2817 4026 2746
C6 L3 T9 1387 1811 2137 1779
Argiloso
C6 L1 T10 1045 1958 2276 1760
C6 L2 T11 1294 2309 3378 2327
C6 L3 T12 1461 1874 2060 1798
Na Tabela 7 observa-se que com a aplicação de lâminas crescentes, houve
uma tendência à diminuição da concentração de sódio em solução, observada em
50
ambos os solos; exceção se faz para o solo argiloso, quando se partiu de uma
condutividade inicial de 6 dS m-1 e utilizou-se uma lâmina equivalente a duas vezes
o volume de poros do solo. Este resultado sugere que, para lixiviação de sódio em
solos argilosos, sejam utilizadas lâminas maiores que 2 vezes o volume de poros,
sobre pena de agravar o problema caso sejam adotadas lâminas inferiores. Uma vez
aplicadas lâminas insuficientes para lixiviar o sal, o volume de água apenas contribui
para solubilizar o sal precipitado aumentando sua concentração na solução do solo.
O excesso de sódio em solução afeta o potencial osmótico do solo, além das suas
características físicas, com implicações diretas sobre os cultivos.
2.3.4 Análise da lixiviação do sódio e recuperação dos solos
As concentrações do íon sódio observadas nas soluções coletadas pelos
extratores instalados no solo das colunas de percolação variaram bastante com os
tratamentos, encontrando-se valores de 372 até 4545 mg L-1. A partir da análise
estatística, utilizando o teste F e respeitando o delineamento experimental de blocos
ao acaso, interpretaram-se os efeitos dos três fatores que compunham os
tratamentos, sobre a variável concentração de sódio no perfil do solo (Tabela 8). A
normalidade dos resíduos foi verificada aplicando-se o teste de Shapiro-Wilk a 5%
de significância e, uma vez detectado que os resíduos das médias obtidas
considerando o perfil como um todo (0-60 cm) não apresentam distribuição normal,
optou-se por analisar a os resultados considerando as camadas de solo
individualmente.
Tabela 8 - Quadro de análise de variância para os efeitos do solo, condutividade elétrica inicial e lâmina de lixiviação, sobre a concentração de sódio na camada 0-20 cm no perfil do solo
FV GL SQ QM Fc Pr>Fc
Bloco 2 65464,91 32732,455 1,1317 0,3406
Solo 1 9525,76 9525,760 0,3293 0,5719
Salinidade 1 3840816,04 3840816,040 132,7877 0,0000
Lâmina 2 10475,44 5237,722 0,1811 0,8356
Solo*Salinidade 1 261836,89 261836,890 9,0524 0,0065
Solo*Lâmina 2 503218,05 251609,026 8,6988 0,0016
Salinidade*Lâmina 2 106970,95 53485,473 1,8491 0,1810
Solo*Salinidade*Lâmina 2 151105,82 75552,908 2,6121 0,0960
Resíduo 22 636338,59 28924,481
Total 33 5585752,45 169265,226
51
Na Tabela 8 são apresentados os efeitos individuais e de interação
observados na camada de 0 a 20 centímetros de profundidade no perfil do solo.
Neste caso, os resíduos podem ser considerados normais (p-valor = 0,3470771) e,
de acordo com o teste F a 5% de probabilidade, houve efeito simples apenas do
fator salinidade inicial na solução do solo; sendo observado efeito das interações
solo*salinidade e solo*lâmina sobre a lixiviação do sódio no perfil do solo.
Desdobrando a interação solo*salinidade, foi elaborado um novo quadro de
análise de variância, analisando o efeito do solo dentro de cada nível do fator
salinidade inicial (Tabela 9). Neste quadro é possível observar que a textura do solo
exerceu influência significativa sobre a lixiviação do sódio apenas quando a
condutividade elétrica anterior à aplicação das lâminas foi de 6 dS m-1. Neste caso, a
redução do teor de sódio foi maior no solo argiloso, pois a média da concentração
remanescente na sua solução foi 1267 mg L-1, enquanto que no solo arenoso a
média foi de 1470 mg L-1.
Tabela 9 - Análise de variância para o desdobramento da interação solo*salinidade, considerando o fator solo dentro de cada nível de salinidade
FV GL SQ QM Fc Pr>Fc
Salinidade: solo C3 1 85739,4 85739,40 2,9643 0,0992
Salinidade: solo C6 2 185623,2 185623,24 6,4175 0,0189
Resíduo 22 636338,6 28924,48
Quando o nível de salinidade inicial foi o C3 (3 dS m-1), as médias obtidas na
solução do solo foram consideradas estatisticamente iguais (646 e 784 mg L-1, no
solo arenoso e argiloso, respectivamente). Já no desdobramento da salinidade
dentro de cada nível de solo (Tabela 10), as médias de concentração de sódio na
solução do solo foram diferentes para ambos os níveis de salinidade,
independentemente da textura do solo. De acordo com o teste de Tukey, as
menores concentrações de sódio foram obtidas quando o nível de salinidade inicial
foi o C3.
Tabela 10 - Análise de variância para o desdobramento da interação solo*salinidade, considerando o fator salinidade dentro de cada nível de solo
FV GL SQ QM Fc Pr>Fc
Solo: salinidade AG 1 1048496,8 1048496,81 36,2495 0
Solo: salinidade AR 2 3054156,1 3054156,12 105,5907 0
Resíduo 22 636338,6 28924,48
52
Também foi observada interação significativa solo*lâmina e, o desdobramento
desta resultou no quadro de análise de variância apresentado na Tabela 11.
Analisando os resultados pode-se afirmar que a lâmina L2 aplicada ao solo,
comportou-se de maneira inesperada: mesmo sendo numericamente maior que a
lâmina L1, a lâmina L2 foi a única que não apresentou efeito significativo sobre a
redução da concentração de sódio na solução do solo.
As lâminas L1 e L3 promoveram respostas diferenciadas conforme a textura
do solo, com efeitos mais pronunciados no solo de textura argilosa. A lâmina L1
produziu concentrações médias iguais a 926 e 1203 mg L-1, em solo argiloso e solo
arenoso, respectivamente; a lâmina L3 reduziu um pouco mais a salinidade do solo,
alcançando média de 879 mg L-1, no solo arenoso, e 1167 mg L-1 no solo argiloso.
Tabela 11 - Quadro de análise de variância para o desdobramento da interação solo*lâmina, considerando solo dentro de cada nível de lâmina
FV GL SQ QM Fc Pr>Fc
Lâmina : Solo L1 1 230131,60 230131,60 7,9563 0,01
Lâmina : Solo L2 1 34959,61 34959,61 1,2087 0,2835
Lâmina : Solo L3 1 247652,60 247652,60 8,562 0,0078
Resíduo 22 636338,59 28924,48
Ao desdobrar-se do fator lâmina dentro de cada nível de solo (Tabela 12),
observou-se efeito significativo destas apenas quando aplicada ao solo arenoso.
Neste caso, as médias obtidas foram inversamente proporcionais às lâminas de
lixiviação aplicadas (L3 = 879, L2 = 1091, e L1 = 1203 mg L-1). Em solo argiloso, as
médias foram consideradas iguais, permanecendo próximas a 1000 mg L-1.
Tabela 12 - Quadro de análise de variância para o desdobramento da interação solo*lâmina, analisando o efeito das lâminas dentro de cada nível de solo
FV GL SQ QM Fc Pr>Fc
Lâmina : Solo AG 2 190060,3 95030,13 3,2855 0,0564
Lâmina : Solo AR 2 323633,2 161816,62 5,5945 0,0109
Resíduo 22 636338,6 28924,48
Na Tabela 13, por meio da apresentação das médias de concentração de
sódio acompanhadas dos resultados obtidos a partir do teste de Tukey, em 5% de
probabilidade, é feito um resumo das considerações proferidas anteriormente. Nela é
possível visualizar o experimento como um todo, facilitando as conclusões a respeito
do efeito individual de cada lâmina.
53
Tabela 13 - Médias de concentração de sódio (mg L-1
) obtidas na solução extraída da camada de 0 a 20 cm no perfil do solo, após a aplicação das lâminas de lixiviação
Solo Salinidade inicial Lâmina de lixiviação (volume de poros)
(dS m-1) L1 L2 L3 Média
Arenoso 3,0 780 bA 786 bA 372 aA 646 bA
6,0 1626 bC 1397 aC 1387 aD 1470 aC
Média 1203 bB 1091 abB 879 aB
Argiloso 3,0 806 aA 673 aA 873 bB 784 bA
6,0 1045 aB 1294 bC 1461 cD 1267 bB
Média 926 aA 983 aB 1167 aC
Médias seguidas de mesma letra, maiúscula na coluna e minúscula na linha, não diferem entre si pelo teste de Tukey (α< 5%)
2.3.5 Avaliação do desempenho das equações empíricas
A eficiência das equações para o cálculo da lâmina de lixiviação foi avaliada
comparando as estimativas obtidas por meio destas com os resultados observados
no experimento com as colunas de solo instaladas na casa de vegetação. Na Figura
10 são apresentados os valores médios de condutividade elétrica, obtidos ao final da
do experimento, com a aplicação das lâminas de lixiviação nas colunas preenchidas
com o solo arenoso, bem como os valores calculados por meio das equações. As
letras posicionadas sobre as colunas, no gráfico, comparam os valores de
condutividade estimados às respectivas médias observadas no experimento.
Figura 10 - Condutividade elétrica (dS m-1
) na solução do solo, obtidos a partir do uso das equações empíricas e da aplicação das lâminas de lixiviação no solo arenoso
3.0 dS/m 6.0 dS/m 3.0 dS/m 6.0 dS/m 3.0 dS/m 6.0 dS/m
Lâmina 1 Lâmina 2 Lâmina 3
Volobuyev 1.31 2.62 0.57 1.14 0.25 0.50
Jury (1979) 2.86 5.72 1.43 2.86 0.95 1.91
Hoffman (1980) 0.83 1.66 0.42 0.83 0.28 0.55
Cordeiro (2001) 2.54 4.19 2.16 2.93 1.83 2.05
Experimento 2.34 3.91 2.09 4.40 1.96 2.92
b
ab
a b
a a
e
d
b
c
b
b
a
a
a a
a a
d
cd
c
c
c b c
bc
c
d
d
c
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
Co
nd
uti
vid
ade
elét
rica
(d
S m
-1)
54
De acordo com os resultados na Figura 10, a equação que obteve melhor
desempenho foi a proposta por Cordeiro (2001), seguida pelas equações de Jury et
al. (1979) e Volobuyev; sendo que os resultados obtidos por meio desta última não
apresentaram uma relação de linearidade com a condutividade elétrica inicialmente
presente na solução do solo e com a lâmina de lixiviação simulada. O pior
desempenho ficou por conta da equação de Hoffman (1980).
De maneira geral, apesar dos baixos níveis de salinidade obtidos com as
simulações por parte de algumas equações, pode-se dizer que os resultados foram
bastante otimistas, se comparados aos obtidos experimentalmente. Enquanto no
experimento as menores concentrações de sódio observadas ficaram em torno de
1200 mg L-1, a equação de Hoffman, por exemplo, obteve concentrações até 85%
menores, para a aplicação da mesma lâmina testada no experimento (Tabela 14).
Consequentemente, os valores de condutividade também foram menores. Na
prática, isso significa que o uso dessa equação levaria à obtenção de lâminas
aquém daquelas realmente necessárias para lixiviação o sódio.
Tabela 14 - Concentração de sódio (mg L-1
) na solução do solo, estimada a partir do uso de equações empíricas para simular as respostas da aplicação de lâminas de lixiviação no solo arenoso
CEes Lâmina Equação Experimento
(inicial) (vol. poros) Volobuyev Jury (1979) Hoffman (1980) Cordeiro (2001) (em colunas)
3
L1 1328 (09+) 1829 (25+) 532 (64 -) 1629 (11+) 1464
L2 919 (28+) 915 (28 -) 266 (79 -) 1381 (08+) 1276
L3 635 (47 -) 610 (49 -) 177 (85 -) 1172 (01 -) 1188
6
L1 2656 (05 -) 3658 (31+) 1063 (62 -) 2683 (04 -) 2798
L2 1837 (33 -) 1829 (33 -) 532 (81 -) 1875 (32 -) 2746
L3 1271 (29 -) 1219 (31 -) 354 (80 -) 1310 (26 -) 1779
Os valores entre parênteses referem-se à diferença percentual entre a concentração de sódio estimada e a concentração observada no experimento em colunas de percolação instaladas na casa de vegetação
Ainda na Tabela 14, nota-se que as estimativas realizadas por meio da
equação de Cordeiro (2001) aproximam-se bastante dos valores observados
experimentalmente. As diferenças não ultrapassavam em muito os 10 pontos
percentuais, com uma tendência à diminuição das diferenças à medida que a lâmina
aumenta. Este comportamento é observado tanto para a condutividade inicial de 3
dS m-1, quanto para os casos em que se partiu de uma condutividade elétrica maior.
55
Os resultados obtidos para o solo argiloso são apresentados na Figura 11 e
Tabela 15. Nestas condições, novamente, a equação de Jury et al. (1979)
apresentou um ótimo resultado, com a aplicação da lâmina equivalente a 1 volume
de poros do solo. Na Figura 11, observa-se que o valor simulado para a
condutividade elétrica, partindo de uma salinidade de 3 dS m-1 e aplicando uma
lâmina igual a 1 volume de poros, foi 2,93 dS m-1; enquanto que o valor observado
com a aplicação desta mesma lâmina no solo das colunas foi 2,95 dS m-1. No
entanto, a partir da lâmina L2, a equação perdeu um pouco sua eficiência e os
valores simulados se distanciaram daqueles observados experimentalmente.
Figura 11 - Condutividade elétrica (dS m-1
) na solução do solo, obtidos a partir do uso das equações empíricas e da aplicação das lâminas de lixiviação no solo argiloso
Considerando as concentrações de sódio apresentadas na Tabela 15, as
equações se mostram mais dependentes das condições químicas iniciais no solo
argiloso. De acordo com os resultados, a equação de Cordeiro (2001) obteve melhor
desempenho nas simulações quando a condutividade elétrica inicial da solução do
solo foi de 3 dS m-1. Quando as condições iniciais foram mais críticas (CEes = 6 dS
m-1), a equação de Volobuyev se mostrou mais apropriada, e nas simulações com as
lâminas L2 e L3 a equação de Jury et al. (1979) aparece com resultados também
promissores. Nestes casos, a opção pela equação de Volobuyev ou a de Jury et al.
(1979), parecem escolhas acertadas.
3.0 dS/m 6.0 dS/m 3.0 dS/m 6.0 dS/m 3.0 dS/m 6.0 dS/m
Lâmina 1 Lâmina 2 Lâmina 3
Volobuyev 2.03 4.07 1.38 2.76 0.93 1.87
Jury (1979) 2.93 5.87 1.47 2.93 0.98 1.96
Hoffman (1980) 0.65 1.31 0.33 0.65 0.22 0.44
Cordeiro (2001) 2.43 3.81 1.98 2.42 1.6 1.53
Experimento 2.95 2.87 2.09 3.78 2.04 2.93
ab
d
b
b
b
c
b
e
b
b
b
c
a
a
a a
a a
ab
c
c b
c b
b b
c
c
c
d
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
Co
nd
uti
vid
ade
elét
rica
(d
S m
-1)
56
Tabela 15 - Concentração de sódio (mg L-1
) na solução do solo, estimada a partir do uso de equações empíricas para simular as respostas da aplicação de lâminas de lixiviação em solo argiloso
CEes Lâmina Equação Experimento
(inicial) (vol. poros) Volobuyev Jury (1979) Hoffman (1980) Cordeiro (2001) (em colunas)
3
L1 1301 (31 -) 1878 (01 -) 419 (78 -) 1558 (18 -) 1242
L2 882 (34 -) 939 (30 -) 210 (84 -) 1264 (05 -) 1310
L3 598 (54 -) 626 (52 -) 140 (89 -) 1026 (22 -) 1273
6
L1 2603 (42+) 3755 (105+) 838 (54 -) 2437 (33+) 1760
L2 1764 (27 -) 1878 (22 -) 419 (83 -) 1547 (36 -) 2327
L3 1196 (36 -) 1252 (33 -) 279 (85 -) 982 (48 -) 1798
Os valores entre parênteses referem-se à diferença percentual entre a concentração de sódio estimada e a concentração observada no experimento em colunas de percolação instaladas na casa de vegetação
Na verdade, considerando os dados de condutividade elétrica e concentração
de sódio apresentados neste trabalho, a exceção da equação do Hoffman (1980),
qualquer outra entre as discutidas aqui pode ser utilizada para cálculo da lâmina de
lixiviação, pois apresentam resultados satisfatórios. Vale ressaltar que os resultados
obtidos neste trabalho diferem de alguns apresentados na bibliografia, que são
bastante variáveis, o que pode está relacionado com a diversidade de solos e
condições em que foram realizados os estudos.
2.3.6 Mobilidade e distribuição do íon sódio no perfil do solo
A mobilidade do íon sódio no solo foi avaliada por meio dos parâmetros de
transporte ajustados a partir de dados experimentais, oriundos dos ensaios de
deslocamento miscível realizados no laboratório. Os parâmetros relativos aos solos
utilizados no preenchimento das colunas foram obtidos a partir das curvas de
retenção de água no solo, segundo o modelo de Genuchten (1980), e são
apresentados na Tabela 16.
Tabela 16 - Parâmetros da curva de retenção de água no solo, segundo o modelo Genuchten (1980)
Solo θs θr α m n
---------- (cm³ cm-3) ---------- (cm-1) - -
Arenoso 0,4233 0,0749 0,0348 0,4548 1,8342 Argiloso 0,5602 0,2135 0,0612 0,3649 1,5746
57
As curvas de distribuição de efluente foram confeccionadas a partir das
concentrações de sódio determinadas no lixiviado recolhido durante os ensaios com
as colunas de solo, no laboratório. Analisando os resultados, apresentados na
Figura 12, observa-se que o valor correspondente à concentração relativa 0,5 foi
superior a 1 em ambos os solos, com a curva referente ao solo argiloso deslocada
um pouco mais para a direita. De acordo com Biggar e Nielsen (1962), o número de
volume de poros correspondente à concentração de relativa de 0,5 é uma primeira
indicação, no sentido de existência ou não, de interações soluto-solo. Portanto, os
resultados obtidos permitem afirmar que houve maior interação do sódio com o solo
argiloso.
(a) (b)
Figura 12 - Curvas de efluente elaboradas a partir das concentrações de sódio obtidas no laboratório, com a aplicação de 450 ppm de cloreto de sódio no solo arenoso (a) e no solo argiloso (b)
A magnitude das interações entre o sódio e a fase sólida do solo, durante a
percolação da solução, foi quantificada e o resultado apresentado na Tabela 17.
Dentre os parâmetros na Tabela, ajustados por meio do software STANMOD, o fator
de retardamento (R) representa a defasagem entre a velocidade de avanço do
soluto e a velocidade de avanço da frente de molhamento da solução percolante
(VALOCCHI, 1984), expressando indiretamente a capacidade do solo em reter íons.
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0 1 2 3 4 5 6 7
C/C
o
Volume de poros
Dados ajustados
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0 1 2 3 4 5 6 7
C/C
o
Volume de poros
Dados ajustados
58
Tabela 17 - Parâmetros de transporte de sódio, obtidos para o solo arenoso e para o solo argiloso: fator de retardamento (R), coeficiente de dispersão (D), número de Peclet (P), velocidade
da água nos poros (v), coeficiente de dispersividade em função do número de Peclet ()
Parâmetros de transporte de sódio
Solo R D P v (P)
(cm2 min-1) (cm min-1)
Arenoso 1,886 7,336 6,11 12,52 0,586 Argiloso 3,411 4,081 1,52 6,28 0,649
Na Tabela 17, observa-se que o retardamento foi, de fato, mais expressivo no
solo argiloso; corroborando os resultados obtidos por Méllo et al. (2006), ao aplicar
água residuária do processamento de mandioca em colunas de solo. De acordo com
a autora, a diferença entre os valores encontrados para o íon sódio nos dois solos
evidencia a influência do conteúdo de argila presente sobre a interação deste íon
com a matriz do solo.
Os parâmetros de transporte, obtidos para os dois solos, também serviram
como variáveis de entrada para a simulação da distribuição do sódio no solo,
realizada por meio da aplicação do modelo computacional MIDI. O modelo simulou a
aplicação de uma solução de cloreto de sódio (1960 mg L-1), a uma taxa de 8 L-1,
em uma coluna de solo medindo 60 cm de diâmetro e altura, por um período de 6
horas. Como resultados foram obtidos os valores de umidade do solo e
concentração de sódio a cada 10 cm de profundidade no perfil do solo. Os
resultados gerados a partir do modelo foram comparados com resultados obtidos
experimentalmente sob as mesmas condições simuladas (Figuras 13 e 14).
Analisando os resultados de umidade apresentados na Figura 13a, observa-
se que a simulação a partir do modelo subestimou o conteúdo de água no solo
arenoso. Nas camadas mais superficiais os valores de umidade simulados, para este
solo, apresentaram similaridade com os valores obtidos experimentalmente.
Entretanto, ao passo que se aprofundava no perfil do solo as medidas se
distanciavam das simulações. Já em condições de solo argiloso, pode-se afirmar
que o desempenho do modelo foi bastante satisfatório. Na Figura 13b, é possível
notar que os valores simulados para a umidade foram semelhantes aos valores
determinados no experimento, desde a superfície do solo até os 50 cm de
profundidade.
Cabe salientar que, durante o experimento na casa de vegetação, foi
observado o acúmulo de água na base de algumas das colunas. Este excesso, às
59
vezes, elevava a umidade do solo ao valor de saturação. Assim, a menor correlação
entre os valores de umidade obtidos experimentalmente e os valores simulados pelo
MIDI, para as camadas mais profundas do solo, pode ser atribuída a esta
constatação. E, de uma maneira geral, pode-se afirmar que as simulações dos
valores de umidade por meio da utilização do MIDI foram coerentes quando
comparados a valores determinados em condições reais; apresentando ainda como
vantagem a economia de tempo.
(a)
(b)
Figura 13 - Representação dos perfis de umidade, obtidos em condições experimentais e por meio de simulações com o modelo MIDI, para o solo arenoso (a) e para o solo argiloso (b)
As concentrações do íon sódio (mg L-1) também foram simuladas e obtidas
experimentalmente, em diferentes profundidades, para os dois solos. Na Figura 14a,
é apresentado o perfil de distribuição do sódio no solo arenoso. No solo arenoso,
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
0.0 0.2 0.4 0.6
Pro
fun
did
ade
(cm
)
Umidade volumétrica (cm3 cm-3)
Observado Simulado (MIDI)
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
Pro
fun
did
ade
(cm
)
Umidade volumétrica (cm3 cm-3)
Observado Simulado (MIDI)
60
semelhante ao ocorrido para as simulações de umidade, observa-se que as
concentrações de sódio também ficaram abaixo daquelas observadas
experimentalmente. No entanto, a forma do gráfico foi semelhante, refletindo a
existência de correlação entre os valores medidos e simulados pelo MIDI.
(a)
(b)
Figura 14 - Representação dos perfis de concentração de sódio, obtidos em condições experimentais e por meio de simulações com o modelo MIDI, para o solo arenoso (a) e o solo argiloso (b)
Para o solo argiloso, o modelo também subestimou as concentrações de
sódio obtidas no experimento (Figura 14b). Na comparação entre os dois solos, as
concentrações simuladas foram maiores no solo arenoso; o que faz sentido, se
considerado que o sódio é um cátion, e por isso fica retido com mais facilidade no
solo com predominância de cargas negativas. No entanto, os resultados
experimentais mostraram exatamente o contrário, e esta diferença pode está
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
0 500 1000 1500 2000 2500
Pro
fun
did
ade
(cm
)
Concentração de sódio (mg L-1)
Observado Simulado (MIDI)
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
0 500 1000 1500 2000 2500
Pro
fun
did
ade
(cm
)
Concentração de sódio (mg L-1)
Observado Simulado (MIDI)
61
associada à umidade e à porosidade de cada solo. A menor umidade observada no
solo arenoso, associada à maior quantidade de macroporos, e considerando que o
volume de solução aplicado nos dois solos foi o mesmo, significa que também houve
maior drenagem no solo arenoso. Assim sendo, parte do sódio aplicado ao solo
arenoso pode ter sido lixiviado para fora da coluna.
A explicação para as maiores concentrações de sódio, simuladas pelo MIDI,
para o solo argiloso, pode está na teoria por trás do funcionamento do modelo. Mas,
especificamente, nos parâmetros de transporte que são variáveis de entrada. Vale
lembrar que o fator de retardamento utilizado para as simulações foi cerca de duas
vezes maior para o solo argiloso. Isto implica que o modelo considerou que fração
do sódio na solução aplicada que ficou retida ao solo, também foi maior no solo
argiloso. Neste caso, os resultados da simulação estão em consonância com os
parâmetros de transporte.
Com base nos resultados obtidos com o MIDI e nos parâmetros de transporte
encontrados para o sódio nos dois solos, pode-se afirmar que o sódio apresentou
maior mobilidade no solo arenoso, quando comparado ao argiloso. A isso, pode ser
atribuída a pouca eficiência da lâmina de lixiviação L2 aplicada ao solo argiloso, no
experimento com as colunas de solo na casa de vegetação. A menor velocidade da
água nos poros (6,28 cm min-1), associada à maior interação do sódio com a matriz
do solo (R = 3,411) favoreceu a sua adsorção pelo solo, resultando em menores
concentrações deste íon na solução obtida pelos extratores.
62
63
3 CONCLUSÕES
Diante dos resultados obtidos neste estudo, pode-se concluir que:
a) Os níveis de salinidade dos solos reduziram de maneira de maneira
inversamente proporcional com a aplicação das lâminas de lixiviação,
havendo efeitos de interação entre as lâminas, o tipo de solo e a salinidade
inicialmente presente;
b) A concentração de sódio e, consequentemente, a condutividade elétrica na
solução do solo diminuíram significativamente com a aplicação da lâmina de
lixiviação equivalente a três vezes o volume de poros do solo; sendo os
melhores resultados observados no solo arenoso;
c) De maneira geral, as equações testadas foram mais eficientes no solo
arenoso e, dentre elas, a proposta de Cordeiro (2001) apresentou respostas
mais coerentes com os resultados obtidos experimentalmente;
d) O uso de equações para determinação da lâmina de lixiviação mostrou-se
eficiente; mas, a recomendação do uso de cada uma delas deve considerar
as particularidades de cada situação.
e) O cálculo da lâmina de lixiviação deverá considerar além da composição
iônica e concentração inicial dos sais na solução do solo, as propriedades do
solo a ser recuperado;
f) Em função da maior predominância de cargas negativas no solo argiloso, foi
observada menor mobilidade do sódio neste tipo de solo, quando comparada
ao solo com maior proporção da fração areia;
g) O uso de modelos para simulação do movimento e distribuição de íons deve
ser incentivado tanto para atividade de pesquisa, quanto para fins de
resolução de problemas técnicos; sobre o argumento de fornecerem
resultados rápidos, possibilitando o teste de cenários com um custo baixo;
h) O modelo MIDI mostrou-se mais eficiente para simulação da distribuição da
umidade no solo argiloso; enquanto que para a simulação da distribuição do
íon sódio, os melhores resultados foram obtidos para o solo arenoso.
64
65
REFERÊNCIAS
ALENCAR, R.D.; PORTO FILHO, F.Q.; MEDEIROS, J.F. de; HOLANDA, J.S.; PORTO, V.C.; FERREIRA NETO, N.M. Crescimento de cultivares de melão amarelo irrigadas com água salina. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.7, n.2, p.221-226, 2003. ALLISON, L.E. Salinity in relation to irrigation. Advances in Agronomy, Newark, v.16, p.139-180, 1964. ANDRADE JÚNIOR, A.S.; SILVA. C.R.; ROSSINI, D. Calibração de um sensor capacitivo de umidade em Latossolo Amarelo na microrregião do litoral Piauiense. Revista Brasileira de Ciências Agrárias, Recife, v.2, n.4, p.303-307, 2007. AQUINO, A.J.S. Avaliação do crescimento e de mecanismos de tolerância à salinidade em plantas de sorgo forrageiro irrigadas com águas salinas. 2005. 89p. Dissertação (Mestrado em Irrigação e Drenagem) – Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2005. AZEVEDO, A.S.; KANWAR, R.S.; SINGH, P.; PEREIRA, L.S. Movement of NO3
- and atrazine through soil columns as affected by lime application. Transactions of the ASAE, St. Joseph, v.39, n.3, p.937-945, 1996. BAUMHARDT, R.L.; LASCANO, R.J.; EVETT, S.R. Soil material, temperature, and salinity effects on calibration of multisensory capacitance probes. Soil Science Society of America Journal, Madison, v.64, p.1940-1946, 2000. BARROS, M. de F.C.; FONTES, M.P.F.; ALVAREZ, V.H.; RUIZ, H.A. Recuperação de solos afetados por sais pela aplicação de gesso de jazida e calcário no Nordeste do Brasil. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.8, n.1, p.59-64, 2004. BERNARDO, S.; SOARES, A.A.; MANTOVANI, E.C. Manual de irrigação. 8. ed. (atualizada e ampliada). Viçosa: Editora UFV, 2009. 625p. BIGGAR, J.W.; NIELSEN, D.R. Miscible displacement: II. Behavior of tracers. Soil Science Society of America Journal, Madison, v.26, n.2, p.125-128, 1962. BLANCO, F.F. Tolerância do pepino enxertado à salinidade em ambiente protegido e controle da salinização do solo. 1999. 104p. Dissertação (Mestrado em Irrigação e Drenagem) – Escola Superior de Agricultora “Luiz de Queiroz”, Universidade de São Paulo, Piracicaba, 1999. BORGES JÚNIOR, J.C.F.; ANDRADE, C.L.T. Transporte de solutos no solo. In: ALBUQUERQUE, P.E.P.; DURÃES, F.O.M. (Ed.). Uso e manejo de irrigação. Embrapa Informação tecnológica. Brasília, DF, 2008. cap.3, p.151-168. BORGES JÚNIOR, J.C.F.; FERREIRA, P.A. Equações e programa computacional para cálculo do transporte de solutos no solo. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.10, p.604-611, 2006.
66
BOTREL, T.A. Simulação da distribuição espacial da água em solo irrigado com gotejador. 1988. 61p. Tese (Doutorado em Solos e Nutrição de Plantas) – Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", Universidade de São Paulo, Piracicaba, 1988. CONTRERAS, A.M.; ELIZONDO, M.S. Relaciones agua-suelo-planta-atmosfera. 2. ed. México: Universidad Autonoma de Chapingo, Departamento de Enseñanza Investigación y Servicio en Irrigación. 1980. 22p. CORDEIRO, G.G. Salinidade em agricultura irrigada (conceitos básicos e práticos). Petrolina, PE: Embrapa Semiárido, 2001. 38p. CRUCIANI, D.E. A drenagem na agricultura. São Paulo: Nobel, 1986. 337p. CRUZ, T.M.L.; TEIXEIRA, A.S.; CANAFÍSTULA, F.J.F.; SANTOS, C.C.; OLIVEIRA, A.D.S.; DAHER, S. Avaliação de sensor capacitivo para o monitoramento do teor de água do solo. Engenharia Agrícola, Jaboticabal, v.30, n.1, p.33-45, 2010. DAKER, A. A água na agricultura: irrigação e drenagem. 6. ed. Rio de Janeiro: Freitas Bastos, 1984. v.3, 543p. DONEEN, L.D. Water quality for irrigated agriculture. In: POLJAKOFF - MAYBER, A.; GALE, J. (Ed.). Plants in saline environments. Berlin: Springer-Verlag, 1975. p.56-64. DOORENBOS, J.; PRUITT, W.O. Las necesidades de aguas de los cultivos. Roma: FAO, 1977. 143p. (Estúdios FAO: Riego, Drenaje, 24). EMBRAPA – Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Manual de métodos de análises de solo. 2. ed. (revista e atualizada). Rio de Janeiro: Centro Nacional de Pesquisa de Solos, 1997. 212p. FAO. Water in agriculture: opportunity untapped. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2006. FARES, A.; BUSS, P.; DALTON, M.; EL-KADI, A.I.; PARSONS, L.R. Dual field calibration of capacitance and neutron soil water sensors in a shrinking-swelling clay soil. Vadose Zone Journal, Madison, v.4, p.1390-1399, 2004. FRANKFURT, R. Simulação de transporte de massa de um soluto em meio poroso com auxílio do CFD (Computer Fluid Dynamics). 2008. 169p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2008. GENUCHTEN, M.T. van. A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils. Soil Science Society of America Journal, Madison, v.44, n.3, p.892-898, 1980.
67
GENUCHTEN, M.T. van.; WIERENGA, P.J. Solute dispersion coefficients and retardation factors. In: BLACK, C.A. (Ed.) Methods of soil analysis. Madison: Soil Science Society of America, 1986. pt.1: Physical and mineralogical methods: p.1025-1054. (American Society of Agronomy, 9). GHEYI, H.R. Problema de salinidade na agricultura irrigada. In: OLIVEIRA, T.S.; ASSIS, R.N.; ROMERO, R.E.; SILVA, J.R.C. (Ed.). Agricultura, sustentabilidade e o semi-árido. Fortaleza: DCS/UFC, 2000, p.329-346. GROVES S.J.L.; ROSE S.C.L. Calibration equations for Diviner 2000 capacitance measurements of volumetric soil water content of six soils. Soil Use and Management, Oxford, v.20, n.1, p.96-97, 2004. HEBRON, D. Os problemas de salinização na irrigação. Recife: SUDENE (Divisão de Documentação), 1967. 17p. HOFFMAN, G.J. Alleviating salinity stress. In: ARKIN, G.F.; TAYLOR, H.M. (Ed.). Modifying the Root Environment to Reduce Crop Stress. St. Joseph, MI: American Society of Agricultural Engineers. 1981. chap.9, p.305-343. HOFFMAN, G.J.; RHOADES, J.D.; LETEY, J.; SHENG, F. Salinity management. In: HOFFMAN, G.J.; HOWELL, T.A.; SOLOMON, K.H. (Ed.) Management of farm irrigation systems. St. Joseph: ASAE, Pamela De-Vore-Hansen. 1982. chap.18, p.667-715. HOLANDA, J.S.; AMORIM, J.R.A. Qualidade da água para irrigação, In: GHEYI, H.R.; QUEIROZ, J.E.; MEDEIROS, J.F. (Ed.). Manejo e controle da salinidade na agricultura irrigada. Campina Grande: UFPB, 1997. p.137-169. JENSEN, M.E.; RANGELEY, W.R.; DIELEMAN, P.J. Irrigation trends in world agriculture. In:___________ Irrigation of agricultural Crops. Madison, Wisconsin: American Society, of Agronomy, 1990. p.31-67. JURY, W.A.; JARRELL, W.M.; DEVITT, D. Reclamation of saline-sodic soils by leaching. Soil Science Society of America Journal, Madison, v.43, p.1100-1106, 1979. LELIS NETO, J.A. Monitoramento de componentes químicos da vinhaça aplicados em diferentes tipos de solo. 2008. 89p. Dissertação (Mestrado em Irrigação e Drenagem) – Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2008. LIMA, V.L.A. Efeitos da qualidade da água de irrigação e da fração de lixiviação sobre a cultura do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) em condições de lisímetro de drenagem. 1998. 87p. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola) – Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 1998. MAAS, E.V. Crop salt tolerance. In: TANJI, K.K. (ed.) Agricultural salinity assessment and management manual. New York: ASCE, 1990. chap.13, p. 262-304.
68
MEDEIROS, J.F. de. Manejo da água de irrigação salina em estufa cultivada com pimentão. 1998. 152p. Tese (Doutorado em Irrigação e Drenagem) – Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de São Paulo, Piracicaba, 1998. MEDEIROS, J.F. de. Qualidade da água de irrigação e evolução da salinidade nas propriedades assistidas pelo "GAT" nos Estados do RN, PB e CE. 1992. 173p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) – Universidade Federal da Paraiba, Campina Grande,1992. MEDEIROS, P.R.F. de. Manejo da fertirrigacão em ambiente protegido visando o controle da salinidade para a cultura do pepino enxertado. 2007. 83p. Dissertação (Mestrado em Irrigação e Drenagem) – Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2007. MEDEIROS, P.R.F. de; DUARTE, S.N.; DIAS, C.T.S. Tolerância da cultura do pepino a salinidade em ambiente protegido. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.13, n.4, p.406-410, 2009. MÉLO, R.F.; FERREIRA, P.A.; MATOS, A.T.; RUIZ, H.A.; OLIVEIRA, L.B. Deslocamento miscível de cátions básicos provenientes da água residuária de mandioca em colunas de solo. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.10, n.2, p.456-465, 2006. MIRANDA, J.H. de. Modelo para simulação da dinâmica de nitrato em colunas verticais de solo não saturado. 2001. 95p. Tese (Doutorado em Irrigação e Drenagem) - Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2001. MORGAN, K.T.; PARSONS, L.R.; WHEATON, T.A.; PITTS, D.J.; OBREZA, T.A. Field calibration of a capacitance water content probe in fine sand soils. Soil Science Society of America Journal, Madison, v.63, p.987-989, 1999. PADILLA, W.A. Lo que usted saber del suelo su análisis e interpretación para fertirrigación. Quito: Universidad Agraria del Ecuador, 1998. 121p. PALACIOS, O.V.; ACEVES, E.N. Instructivo para el muestreo registro de dados e interpretacion de la calidad del agua para riego agrícola. Chapingo: Colegio de postgraduados, Escuela Nacional de agricultura, 1970. 49p. (Rama de Riego y Drenaje, 15). PALIWAL, K.V.; GHANDHI, A.P. Effect of salinity, SAR, Ca, Mg, ration in irrigation waterm and soil texture on the predictability of exchangeable sodium percentage. Soil Science, Baltimore, v.122, n.2, p.85-90, 1976. PALTINEANU, I.C.; STARR, J.L. Real-time soil water dynamics using multisensor capacitance probes: laboratory calibration. Soil Science Society of America Journal, Madison, v.61, p.1576-1585, 1997.
69
PARKER, J.C.; GENUCHTEN, M.T. van. Determining transport parameters from laboratory and field tracer experiments. Virginia: Virginia Agricultural Experiement Station, 1984. 89p. PETERSEN, F.H. Water testing and interpretation. In: REED, D.W. (Ed.) Water media, and nutrition for greenhouse crops. Batavia: Ball, 1996. chap.2, p.31-49. PIZARRO, F. Drenaje agrícola y recuperación de suelos salinos. Madrid: Editorial Agrícola Espanõla, 1978. 521p. PIZARRO, F. Drenaje agricola y recuperación de suelos salinos. 2. ed. Madrid: Agricola Espanõla, 1985. 521p. REICHARDT, K.A. Água em sistemas agrícolas. Editora Manole, 1990, 188p. RHOADES, J.D. Eletrical conductivity methods for measuring and mapping soil salinity. Advances in Agronomy, San Diego, v.49, p.20151, 1994. RHOADES, J.D.; LOVEDAY, J. Salinity in irrigated agriculture. In: STEWART, D.R.; NIELSEN, D.R. (Ed.). Irrigation of agricultural crops. Madison: ASA/CSSA/SSSA, 1990. p.1089-1142. (Agronomy, 30). RHOADES, J.D.; OSTER, J.D. Solute content. In: KLUTE, A. (Ed.). Methods of soil analysis. 2nd. ed. Madison: ASA/SSSA, 1986. pt.1, p. 995-1006. (Monograph, 9). RHOADES, J.D.; KANDIAH, A.; MASHALI, A.M. The use of saline waters for crop production. Rome: FAO, 1992. 133p. (FAO. Irrigation and Drainage Paper, 48). RICHARDS, L.A. Diagnosis and improvement of saline and alkali soils. Washington: United States Department of Agriculture, 1954. 160p. (Agriculture Handbook, 60). RICHARDS, L.A. Diagnóstico y rehabilitación de suelos salinos y sodicos. 5. ed. Mexico/Buenos Aires: Limusa, 1970. 172p. (Manual de Agricultura, 60). REICHARDT, K.; TIMM, L.C. Solo, planta e atmosfera - conceitos, processos e aplicações. Barueri: Editora Manole, 2004. 478p. SHALHEVET, J.; KAMBUROV, J. Irrigation and salinity: A world-wide survey. New Delhi: Caxton Press, 1976. 106p. SENTEK SENSOR TECHNOLOGIES. Diviner 2000 User Guide, Version 1.4, Sentek Pty Ltd, 2007. 86p. SILVA, E.F.F. Manejo da fertirrigação e controle da salinidade na cultura do pimentão utilizando extratores de solução do solo. 2002. 136 p. Tese (Doutorado em Irrigação e Drenagem) – Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2002.
70
SILVA JÚNIOR, L.G.A.; GHEYI, H.R.; MEDEIROS, J.F. de. Composição química de águas do cristalino do Nordeste brasileiro. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.3, n.1, p.11-17, 1999. SILVA, M.O.; FREIRE, M.B.G.S.; MENDES, A.M.S.; FREIRE, F.J.; SOUSA, C.E.S.; GÓES, G.B. Crescimento de meloeiro e acúmulo de nutrientes na planta sob irrigação com águas salinas. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, 2008, v.12, n.6, p. 593-605, 2008. SIMUNEK, J.; SEJNA, M.; GENUCHTEN, M.T. van. The HIDRUS 1-D software package for simulating the one-dimensional movement of water, heat and multiple solutes in variably-saturated media. Riverside: U.S. Salinity Laboratory: Agricultural Research Service: U.S. Department of Agriculture, 1998. TESTER, M.; DAVENPORT, R. Na+ tolerance and Na+ transport in higher plants. Annals of Botany, Oxford, v.91, p.503-527, 2003. WAGENET, R.J.; CAMPBELL, W.F.; BAMATRAFF, A.M.; TURNER, D.L. Salinity, irrigation frequency, and fertilization effect on barley growth. Agronomy Journal, Madison, v.72, p.969-974, 1980. WILCOX, L.V.; BLAIR, G.Y.; BOWER, C.A. Effect of bicarbonate on suitability of water for irrigation. Soil Science, Philadelphia, v.77, p.259-266, 1954. VAN HOORN, J.W.; VAN ALPHEN, J.G. Salinity control. In: RITZEMA, H.P (Ed.). Drainage principles and applications. 2. ed. Wageningen, ILRI, 1994. chap. 15, p.533-600. (ILRI Publication, 16). VAN HOORN, J.W. Salt movement, leaching efficiency, and leaching requirement. Agricultural Water Management, Wageningen, v.4, n.4, p.409-428, 1981.
